[0001] 本发明涉及一种直拉单晶炉热场保温结构。

[0002] 单晶生长所处的环境是由加热器、石墨件、保温材料等单元构成的热场结构。单晶炉热场是维持晶体生长所需温度梯度的核心部分，它决定了晶体生长的工艺窗口和晶体生长过程的稳定性。图1为单晶炉热场的结构示意图，其中，单晶炉下炉室1为热场部件的载体；保温碳毡2、保温桶3和主加热器4构成热场的保温单元和加热单元。热场还包括热屏单元5、石墨坩埚6、石英坩埚7和底加热器8，其中，石英坩埚7是硅熔体9的载体，石墨坩埚6则是石英坩埚7的支撑部件；10为生长的单晶棒。

[0003] 单晶生长过程的主要能耗为加热单元(主加热器4)的电耗，它占据单晶棒总成本较大比重。为了维持固液界面处三相点温度，主加热器的功率和热场保温性能息息相关。图2所示为传统的保温结构，一般由保温桶11和固化碳毡12组成。保温桶11为石墨部件，为热的良好的导体，主要作用是使温度均匀分布。固化碳毡12为保温材料，主要作用是防止热量向外散失。保温材料性能越好(导热系数越低)，散失的热量越少，加热器所需功率会越低。

[0004] 保温部件主要包括两种材料：固化碳毡和软毡。从保温性能上比较，软毡的保温性能更好，其热导率约为0.35W/Km左右(1400℃，对应固化碳毡的热导率约为0.5W/Km)；另外，由于软毡的包裹性优于固化碳毡，因此软毡的保温性能更具有明显的优势。但是对于大的保温部件而言，传统热场一般仍采用固化碳毡作为保温材料。一方面是由于固化碳毡拆装方面，容易维护；另一方面，由于固化碳毡外层有涂层，具有很强的抗腐蚀性，其使用寿命更长。特别是对于上排气热场而言，如果使用软毡作为保温材料，大量的挥发物会从外部腐蚀软毡，造成热场维护困难，从而降低热场稳定性。

[0005] 综上所述，设计一个保温性能好，同时热场维护简单的保温结构对于降低能耗、提高热场稳定性具有重要意义。

[0006] 本发明的目的在于提供一种直拉单晶炉热场保温结构，提高热场保温性能，降低加热器功耗，以降低单晶生长过程的能耗，提高单晶生产效率。

[0007] 为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

[0008] 一种直拉单晶炉热场保温结构，包括保温桶、软毡及固化碳毡，所述保温桶置于最内侧，其上、下两端均具有向外延伸的凸缘，所述软毡位于该两凸缘之间，包裹于保温桶外侧，固化碳毡置于软毡的外侧。

[0009] 优选地，所述软毡通过钼丝固定在保温桶外侧形成一个整体。

[0010] 本发明的优点在于：

[0011] 采用本发明的热场保温结构，可以结合保温桶、软毡和固化碳毡的优点，提高整个热场的保温性能，降低电耗，同时避免了软毡易腐蚀、维护困难等缺点，提高了整个热场的稳定性。附图说明

[0012] 图1为单晶炉热场的结构示意图。

[0013] 图2位传统保温结构剖面图。

[0014] 图3为本发明的保温结构的剖面图。

[0015] 图4为本发明的保温结构的俯视图。

[0016] 下面结合附图对本发明做进一步说明，但并不意味着对本发明保护范围的限制。

[0017] 如图3和图4所示，本发明的直拉单晶热场保温结构包括保温桶21、软毡22及固化碳毡23，该保温桶21置于最内侧，其上、下两端均具有向外延伸的凸缘，该软毡22位于两凸缘之间，包裹于保温桶21外侧，固化碳毡23置于软毡22的外侧。其中，保温桶21的材质为石墨材料，软毡22通过钼丝固定在保温桶21外侧形成一个整体。

[0018] 本发明中，保温桶、软毡及固化碳毡呈夹心结构，保温桶上下沿向外突出的凸缘用作软毡上下沿的掩体，使得软毡和外界没有明显接触。

[0019] 采用本发明的保温结构，利用软毡优越的保温性能和包裹性能，可以很好的降低整个热场的功耗，实现明显的节能效果；利用三者的夹心结构，避免软毡和炉体中挥发的SiO接触而造成的腐蚀现象，使得热场易于维护，提高热场的稳定性。

[0020] 晶体生长过程中，保温桶具有良好的热导性，使得温度均匀分布；软毡具有优越的保温性能和包裹性，降低热场电耗明显；固化碳毡抗腐蚀性能优越并且拆装方便。本发明将三者的优点结合起来，将软毡置于两者之间，形成封闭的夹心结构，避免了软毡抗腐蚀性差，难以维护等缺点，从而在提高保温性的同时增加热场的稳定性。

[0021] 采用本发明保温结构，只需要初次安装时将软毡包裹于保温桶外侧，后期维护过程中可以和保温桶作为一个整体进行维护，避免了软毡的频繁更换。