单晶炉的抽真空系统及单晶炉的抽真空方法与流程

    技术2024-12-15  13


    本发明涉及真空系统,尤其涉及一种单晶炉的抽真空系统及单晶炉的抽真空方法。


    背景技术:

    1、单晶炉广泛应用于半导体、太阳能电池、光学材料、旋转机械和高温合金等领域,单晶炉能够生产出长直和大量的单晶材料,这些材料具有优异的物理和化学性质,在众多应用中表现出色。单晶在真空环境下生长,能够有效地促进杂质的气化,减少杂质对单晶质量的影响,减少石英坩埚对单晶质量的影响。而且高纯氩气的成本较高,相对于单晶在氩气氛围下生长,使单晶在真空环境下生长能够有效地降低单晶的成本。

    2、使单晶在真空环境下生长时,需要对单晶炉配备真空泵,现有技术中一般对每个单晶炉配备一台真空泵,也就是说,每个单晶炉具备独立的一套真空系统,导致真空泵的数量较多,占用空间较大,且成本较高。而且,单晶炉在实际使用中具有保压拉晶、抽空捡漏等不同的工况,不同的工况对单晶炉内的真空度要求不同,为满足较高的真空度要求,所使用的真空泵的配置及功率较高,在对真空度要求较低的工况时,利用高配置及功率的真空泵,则高配低用,存在浪费的问题。

    3、因此,如何解决现有技术中对每个单晶炉配置一套抽真空系统导致的占用空间大、成本高且存在高配低用的问题,成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明提供一种单晶炉的抽真空系统及单晶炉的抽真空方法,用以解决现有技术中对每个单晶炉配置一套抽真空系统导致的占用空间大、成本高且存在高配低用的缺陷。

    2、本发明提供一种单晶炉的抽真空系统,包括单晶炉和泵站,所述单晶炉设置有至少一组,每组所述单晶炉对应设置一个所述泵站;

    3、所述泵站包括第一抽真空装置、第二抽真空装置和第一控制阀组;

    4、所述第二抽真空装置的性能指标优于所述第一抽真空装置的性能指标;

    5、所述第一控制阀组具有第一出气口、第二出气口和多个进气口,一组所述单晶炉中的每一者对应连接一个所述进气口,所述第一出气口与所述第一抽真空装置的抽气口相连接,所述第二出气口与所述第二抽真空装置的抽气口相连接,所述第一控制阀组适于控制所述第一抽气口与任意一个所述进气口之间的通断状态,且适于控制所述第二抽气口与任意一个所述进气口之间的通断状态。

    6、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,所述第一抽真空装置包括第一真空泵,所述第一真空泵的抽气口与所述第一出气口相连接;

    7、所述第二抽真空装置包括第二真空泵和第三真空泵,所述第三真空泵的抽气口与所述第二出气口相连接,所述第二真空泵的抽气口与所述第三真空泵的排气口相连接。

    8、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,所述第二抽真空装置还包括:

    9、真空箱体,设置于所述第二真空泵与所述第三真空泵之间,所述第二真空泵的抽气口和所述第三真空泵的排气口均与所述真空箱体相连接。

    10、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,所述第一真空泵的抽气口还与所述第二真空泵的排气口相连接。

    11、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,还包括过滤装置,所述过滤装置适于对气体进行过滤,一组所述单晶炉中的每一者均对应设置一个所述过滤装置,所述过滤装置设置于所述单晶炉与所述第一控制阀组的所述进气口之间。

    12、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,所述第一真空泵设置有至少两个,各个所述第一真空泵的抽气口均连接于所述第一控制阀组的所述第一出气口;

    13、所述第二真空泵设置有至少两个,各个所述第二真空泵的抽气口均连接于所述真空箱体;

    14、所述第三真空泵设置有至少两个,各个所述第三真空泵的抽气口均连接于所述第二出气口,各个所述第三真空泵的排气口均连接于所述真空箱体。

    15、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,所述单晶炉设置有至少两组,每组所述单晶炉对应设置一个所述泵站和一个所述第一控制阀组;

    16、所述单晶炉的抽真空系统还包括第二控制阀组,各个所述泵站中相邻的两者之间设置一个所述第二控制阀组,所述第二控制阀组具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口,所述第一接口与所述第二接口分别连接相邻的两个所述泵站的所述第一控制阀组的所述第一出气口,所述第三接口和所述第四接口分别连接相邻的两个所述泵站的所述第一控制阀组的所述第二出气口,所述第二控制阀组适于控制所述第一接口与所述第二接口之间的通断状态,且适于控制所述第三接口与所述第四接口之间的通断状态。

    17、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,所述第一真空泵为罗茨真空泵,所述第二真空泵和所述第三真空泵均为螺杆泵,所述第三真空泵的抽气速率大于所述第二真空泵的抽气速率。

    18、根据本发明提供的一种单晶炉的抽真空系统,还包括控制装置,所述第一真空泵、所述第二真空泵、所述第三真空泵和所述第一控制阀组均与所述控制装置电连接。

    19、本发明还提供一种单晶炉的抽真空方法,基于上述的单晶炉的抽真空系统,所述单晶炉的抽真空方法包括:

    20、目标单晶炉的目标真空度为第一真空度时,使第一控制阀组的各个进气口中与所述目标单晶炉对应的一者和第一出气口相连通,并和第二出气口相截止,且使第一真空泵运行;

    21、目标单晶炉的目标真空度为第二真空度时,使所述第一控制阀组的各个进气口中与所述目标单晶炉对应的一者和所述第二出气口相截止,并使第二真空泵运行,直至真空箱体内的真空度为第三真空度;使所述第一控制阀组的各个进气口中与所述目标单晶炉对应的一者和所述第二出气口相连通,并和所述第一出气口相截止,且使第三真空泵运行,直至所述目标单晶炉内的真空度为所述第二真空度;至少使所述第三真空泵停止运行;所述第二真空度大于所述第一真空度,所述第二真空度大于所述第三真空度。

    22、本发明提供的单晶炉的抽真空系统,包括单晶炉和泵站,单晶炉设置有至少一组,每组单晶炉对应设置一个泵站。泵站包括第一抽真空装置、第二抽真空装置和第一控制阀组。第二抽真空装置的性能指标优于第一抽真空装置的性能指标,也就是说,与第一抽真空装置相比,第二抽真空装置为高配装置。第一抽真空装置和第二抽真空装置均通过第一控制阀组连接一组单晶炉。第一控制阀组具有第一出气口、第二出气口和多个进气口,一组单晶炉中的每一者对应连接一个进气口,第一出气口与第一抽真空装置的抽气口相连接,第二出气口与第二抽真空装置的抽气口相连接。第一控制阀组能够控制第一出气口与任意一个进气口之间的通断状态,且能够控制第二出气口与任意一个进气口之间的通断状态。也就是说,通过第一控制阀组能够控制第一抽真空装置与任意一个单晶炉之间的通断状态,也能够控制第二抽真空装置与任意一个单晶炉之间的通断状态。如此设置,一组单晶炉共用一个泵站,通过同一个泵站,可以对一组单晶炉中的任意一者进行抽真空操作,实现了泵站的共用,减少了真空泵的设置数量,减少占用空间,降低了成本。而且,根据不同的工况,可以按需选用第一抽真空装置和第二抽真空装置中的一者对单晶炉进行抽真空操作,可以避免高配低用导致的浪费问题。因此,解决了现有技术中对每个单晶炉配置一套抽真空系统导致的占用空间大、成本高且存在高配低用的问题。


    技术特征:

    1.一种单晶炉的抽真空系统,其特征在于,包括单晶炉(1)和泵站(2),所述单晶炉(1)设置有至少一组,每组所述单晶炉(1)对应设置一个所述泵站(2);

    2.根据权利要求1所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,所述第一抽真空装置包括第一真空泵(4),所述第一真空泵(4)的抽气口与所述第一出气口相连接;

    3.根据权利要求2所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,所述第二抽真空装置还包括:

    4.根据权利要求3所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,所述第一真空泵(4)的抽气口还与所述第二真空泵(5)的排气口相连接。

    5.根据权利要求1所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,还包括过滤装置(8),所述过滤装置(8)适于对气体进行过滤,一组所述单晶炉(1)中的每一者均对应设置一个所述过滤装置(8),所述过滤装置(8)设置于所述单晶炉(1)与所述第一控制阀组(3)的所述进气口之间。

    6.根据权利要求3所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,所述第一真空泵(4)设置有至少两个,各个所述第一真空泵(4)的抽气口均连接于所述第一控制阀组(3)的所述第一出气口;

    7.根据权利要求1所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,所述单晶炉(1)设置有至少两组,每组所述单晶炉(1)对应设置一个所述泵站(2)和一个所述第一控制阀组(3);

    8.根据权利要求2所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,所述第一真空泵(4)为罗茨真空泵,所述第二真空泵(5)和所述第三真空泵(6)均为螺杆泵,所述第三真空泵(6)的抽气速率大于所述第二真空泵(5)的抽气速率。

    9.根据权利要求3所述的单晶炉的抽真空系统,其特征在于,还包括控制装置,所述第一真空泵(4)、所述第二真空泵(5)、所述第三真空泵(6)和所述第一控制阀组(3)均与所述控制装置电连接。

    10.一种单晶炉的抽真空方法,其特征在于,基于如权利要求3或9所述的单晶炉的抽真空系统,所述单晶炉的抽真空方法包括:


    技术总结
    本发明涉及真空系统技术领域,提供一种单晶炉的抽真空系统及单晶炉的抽真空方法,其中,单晶炉的抽真空系统包括单晶炉和泵站,单晶炉设置有至少一组,每组单晶炉对应设置一个泵站;泵站包括第一抽真空装置、第二抽真空装置和第一控制阀组;第二抽真空装置的性能指标优于第一抽真空装置的性能指标;第一控制阀组适于控制第一抽真空装置与任意一个单晶炉之间的通断状态,且适于控制第二抽真空装置与任意一个单晶炉之间的通断状态。如此设置,一组单晶炉共用一个泵站,减少了真空泵的设置数量,减少占用空间,降低了成本。且根据不同的工况按需选用第一抽真空装置和第二抽真空装置中的一者,避免了高配低用导致的浪费问题。

    技术研发人员:陈俊,周刚,田山恒
    受保护的技术使用者:株洲三一硅能技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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