一种单晶炉的制作方法

1.本实用新型涉及单晶制备技术领域，具体涉及一种单晶炉。

背景技术：

2.目前，单晶炉所用排气管通常是由石墨材质制成，由于尾气与石墨反应且排气管下端温度较低，因此其会在排气管下端内壁被尾气侵蚀反应沉积，在很大程度上影响了单晶炉排气系统的正常进行。沉积物吸附在排气管内壁无法剔除，强行去除沉积物会破坏石墨排气管，影响其正常使用，沉积物大量沉积会阻塞排气管，这将影响尾气的正常排放，影响单晶炉内压力的稳定性，同时尾气中的漂浮物会发生倒流现象，这将极大程度上增加了拉晶过程中晶棒断线的可能性，不利于拉晶的正常平稳进行。

技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种单晶炉，能够解决相关技术中排气管内壁容易附着形成沉积物，导致单晶炉内压力不稳定，进而影响拉晶效果的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种单晶炉，包括：
6.炉体；
7.排气管，所述排气管竖向设置于所述炉体内底部，所述排气管的第一端位于所述炉体的内部，所述排气管的第二端与所述炉体的外部连通，所述排气管的外壁呈圆筒状，所述排气管的内壁在自所述第一端指向所述第二端的方向上依次划分为第一段、第二段和第三段，所述第一段呈圆筒状，所述第二段的内径在自所述第一端指向所述第二端的方向上逐渐收缩，所述第三段的内径在自所述第一端指向所述第二端的方向上逐渐扩大。
8.可选地，所述排气管的外壁设置有第一隔热涂层。
9.可选地，所述排气管的内壁的第二段设置有第二隔热涂层。
10.可选地，所述排气管的内壁的第三段设置有耐腐蚀涂层。
11.可选地，所述第二段中的最小内径与最大内径的比值为3:5。
12.可选地，所述第三段中的最小内径与最大内径的比值为4:7。
13.可选地，所述排气管的最小内径所在位置与所述排气管的第一端在所述排气管的轴向上的距离与所述排气管的第一端与第二端在所述排气管的轴向上的距离的比值范围为1/3～2/5。
14.可选地，所述第一段在所述排气管的轴向上的长度与所述第二段在所述排气管的轴向上的长度与所述第三段在所述排气管的轴向上的长度的比值为2:1:3。
15.可选地，所述排气管的数量为至少两个，至少两个所述排气管在所述炉体的周向上间隔设置。
16.可选地，所述单晶炉还包括：
17.真空泵，所述真空泵与所述排气管的第二端连接，所述真空泵的内部设置有冷却
机构。
18.本实用新型上述技术方案的有益效果如下：
19.根据本实用新型实施例的单晶炉，通过将排气管的内壁在排气方向上依次划分为第一段、第二段和第三段，且第一段呈圆筒状，第二段的内径在自第一端指向第二端的方向上逐渐收缩，第三段的内径在自第一端指向第二端的方向上逐渐扩大，可以在保证炉内气压稳定的情况下加速炉内尾气的外排，从而减少尾气在排气管内部的沉积量，提升了拉晶效果，增加了排气管的使用寿命。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的一种排气管的结构示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种单晶炉的结构示意图。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.请参考图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的一种排气管的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的一种单晶炉的结构示意图。如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种单晶炉，该单晶炉包括炉体2和排气管1，炉体2内部中空，而排气管1则竖向设置于炉体2的内底部。排气管1包括第一端和第二端，排气管1的第一端位于炉体2的内部，排气管1的第二端则与炉体2的外部连通，例如，排气管1的第二端伸出到炉体2外。排气管1的外壁大致呈圆筒状，可选地，排气管1的第一端可以形成有向外突出的凸缘，以便与单晶炉的内部结构搭接固定。排气管1的内壁在自其第一端指向第二端的方向上(即排气管1的排气方向上)依次划分为第一段11、第二段12和第三段13，其中，第一段11呈圆筒状，即第一段11的内径保持不变，而第二段12的内径在自排气管1的第一端指向第二端的方向上逐渐收缩，即内径逐渐减小，第三段13的内径在自排气管1的第一端指向第二端的方向上逐渐扩大，即内径逐渐增大。由此，通过将排气管1的内壁的第一段11设置为圆筒状，可以使炉内尾气先平稳通过第一段11，避免炉内压力产生较大变化以及影响炉内气体流动方向，起到保证炉内压力稳定、稳定炉内气流方向的作用；而通过将排气管1的内壁的第二段12和第三段13分别设置为内径逐渐减小和内径逐渐增大的形状，可以形成拉瓦尔效应，从而在尾气流入第二段12和第三段13后可以加速流动，从而快速通过排气管1，提升了尾气排出效率，减少了尾气在排气管1内避的沉积量，确保了单晶炉排气系统的正常工作，最终确保了拉晶的质量，也增加了排气管1的使用寿命。
24.本实用新型实施例中，通过将排气管1的内壁在排气方向上依次划分为第一段11、第二段12和第三段13，且第一段11呈圆筒状，第二段12的内径在自第一端指向第二端的方向上逐渐收缩，第三段13的内径在自第一端指向第二端的方向上逐渐扩大，可以在保证炉内气压稳定的情况下加速炉内尾气的外排，从而减少尾气在排气管1内部的沉积量，提升了拉晶效果，增加了排气管1的使用寿命。
25.在本实用新型的一些实施例中，排气管1的外壁设置有第一隔热涂层。通过在排气管1的外壁设置第一隔热涂层，可以利用第一隔热涂层的隔热效果，减少尾气在流经排气管1时的热量散失，避免尾气带走过多热量从而降低炉内温度，保证了炉内温度的稳定，节省了能耗，并且，还可以避免尾气由于遇冷而过多侵蚀排气管1，以及避免在排气管1内壁产生较多沉积物而阻塞尾气流通，最终确保了拉晶的效果。
26.本实用新型的另一些实施例中，排气管1的内壁的第二段12设置有第二隔热涂层。同样的，可以利用第二隔热涂层的隔热效果，减少尾气在流经排气管1时的热量散失，避免尾气带走过多热量从而降低炉内温度，保证了炉内温度的稳定，节省了能耗，并且，还可以避免尾气由于遇冷而过多侵蚀排气管1，以及避免在排气管1内壁产生较多沉积物而阻塞尾气流通，最终确保了拉晶的效果。
27.在本实用新型的再一些实施例中，排气管1的内壁的第三段13设置有耐腐蚀涂层。通过在排气管1的内壁的第三段13设置耐腐蚀涂层，可以减轻尾气对排气管1内壁的腐蚀作用，从而增加排气管1的使用寿命。
28.在本实用新型的再一些实施例中，排气管1的材质为氮化硼，氮化硼不会与尾气氧化硅发生化学反应，少量的尾气以物理沉积的方式沉积在排气管表面，在拉晶结束之后可以很好地清理掉，这样在再次拉晶时可正常进行，不影响其排气效果，同时增加了排气管1的使用寿命。
29.在本实用新型的一些实施例中，排气管1的内壁的第二段12中的最小内径与最大内径的比值为3:5。而排气管1的内壁的第三段13中的最小内径与最大内径的比值为4:7。也就是说，排气管1的内壁的第二段12中的最大内径要小于排气管1的内壁的第三段13中的最大内径，从而可以提升尾气流经排气管1的速率，加快尾气的排出效率，进一步减少尾气与排气管1内壁的反应时间，减少沉积物的形成。
30.本实用新型的另一些实施例中，排气管1的最小内径所在位置与排气管1的第一端在排气管1的轴向上的距离和排气管1的第一端与第二端在排气管1的轴向上的距离的比值范围为1/3～2/5。也就是说，排气管1的最小内径所在位置即排气管1的内壁的第二段12与第三段13的交接位置，排气管1的第一端与第二端在排气管1的轴向上的距离即排气管1的总长度，该交接位置与排气管1的第一端在排气管1的轴向上的距离和排气管1的总长度的比值范围为1/3～2/5，从而进一步提升尾气流经排气管1的速率，加快尾气的排出效率，进一步减少尾气与排气管1内壁的反应时间，减少沉积物的形成。
31.本实用新型的再一些实施例中，第一段11在排气管1的轴向上的长度与第二段12在排气管1的轴向上的长度与第三段13在排气管1的轴向上的长度的比值为2:1:3。也就是说，第一段11在排气管1的轴向上的长度大于第二段12在排气管1的轴向上的长度且小于第三段13在排气管1的轴向上的长度。通过将第一段11、第二段12、第三段13在排气管1的轴向上的长度的比值设置为上述数值，保证了排气管1的内壁的第一段11的长度，使得尾气在能够较为平稳地流经第一段11，而在第二段12和第三段13能够加速流过，也即既实现了炉内压力平稳，又实现了尾气具有较高的排出效率的效果。
32.本实用新型的一些实施例中，排气管1的数量为至少两个，至少两个排气管1在炉体2的周向上间隔设置。示例性地，排气管1的数量为4个，四个排气管1在炉体2的内壁周向上等间隔设置，从而较好地将炉内的尾气快速排出，保证了排气系统的顺畅工作，最终确保
了拉晶的效果。
33.本实用新型的另一些实施例中，单晶炉还包括真空泵，该真空泵与排气管1的第二端连接，真空泵可以提供吸力从而加速尾气的排出，并且实现尾气收集目的。可选地，真空泵的内部设置有冷却机构，该冷却机构可以是快速冷凝装置等，以实现尾气的快速降温和颗粒物的收集，降低尾气对环境的污染。
34.可选地，本实用新型实施例中，单晶炉还包括热毡3，热毡3设置于炉体2的底部，从而起到隔热效果，确保炉内温度的恒定，减少热量散失。
35.总之，根据本实用新型实施例的单晶炉，通过将排气管的内壁在排气方向上依次划分为第一段、第二段和第三段，且第一段呈圆筒状，第二段的内径在自第一端指向第二端的方向上逐渐收缩，第三段的内径在自第一端指向第二端的方向上逐渐扩大，可以在保证炉内气压稳定的情况下加速炉内尾气的外排，从而减少尾气在排气管内部的沉积量，提升了拉晶效果，增加了排气管的使用寿命。
36.以上所述是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种单晶炉，其特征在于，包括：炉体；排气管，所述排气管竖向设置于所述炉体内底部，所述排气管的第一端位于所述炉体的内部，所述排气管的第二端与所述炉体的外部连通，所述排气管的外壁呈圆筒状，所述排气管的内壁在自所述第一端指向所述第二端的方向上依次划分为第一段、第二段和第三段，所述第一段呈圆筒状，所述第二段的内径在自所述第一端指向所述第二端的方向上逐渐收缩，所述第三段的内径在自所述第一端指向所述第二端的方向上逐渐扩大。2.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述排气管的外壁设置有第一隔热涂层。3.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述排气管的内壁的第二段设置有第二隔热涂层。4.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述排气管的内壁的第三段设置有耐腐蚀涂层。5.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述第二段中的最小内径与最大内径的比值为3:5。6.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述第三段中的最小内径与最大内径的比值为4:7。7.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述排气管的最小内径所在位置与所述排气管的第一端在所述排气管的轴向上的距离与所述排气管的第一端与第二端在所述排气管的轴向上的距离的比值范围为1/3～2/5。8.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述第一段在所述排气管的轴向上的长度与所述第二段在所述排气管的轴向上的长度与所述第三段在所述排气管的轴向上的长度的比值为2:1:3。9.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，所述排气管的数量为至少两个，至少两个所述排气管在所述炉体的周向上间隔设置。10.根据权利要求1所述的单晶炉，其特征在于，还包括：真空泵，所述真空泵与所述排气管的第二端连接，所述真空泵的内部设置有冷却机构。

技术总结

本实用新型提供一种单晶炉。所述单晶炉包括：炉体；排气管，竖向设置于炉体内底部，排气管的第一端位于炉体内部，排气管的第二端与炉体外部连通，排气管的外壁呈圆筒状，排气管的内壁依次划分为第一段、第二段和第三段，第一段呈圆筒状，第二段的内径在排气方向上逐渐收缩，第三段的内径在排气方向上逐渐扩大。根据本实用新型实施例的单晶炉，通过将排气管的内壁在排气方向上依次划分为第一段、第二段和第三段，且第一段呈圆筒状，第二段的内径在排气方向上逐渐收缩，第三段的内径在排气方向上逐渐扩大，可以在保证炉内气压稳定的情况下加速炉内尾气的外排，从而减少尾气在排气管内部的沉积量，提升了拉晶效果，增加了排气管的使用寿命。寿命。寿命。