Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков

Авторы патента:


Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков
Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков

 


Владельцы патента RU 2459891:

Луоянг Джиннуо Мекханикал Инжиниринг Ко., Лтд. (CN)

Изобретение относится к высокочастотному индуктору с фильерами для производства множества прутков из кремния. Индуктор включает патрубки передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды, выполненные с одной стороны высокочастотного индуктора и расположенные смежно друг с другом. Сквозная щель разряжения линий электрического тока вытянута внутрь. Канал охлаждающей воды проходит внутри индуктора по его периферии у крайней внешней поверхности. Два конца канала охлаждающей воды соединены с патрубками передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды. Сквозная щель разряжения линий электрического тока сообщается с фильерами. Вспомогательные отверстия направления электрического тока выполнены на двух концах дополнительной С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока. Две фильеры расположены с двух сторон дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока, выполненной в форме двутавра с формированием двухфильерной конструкции. Техническим результатом изобретения является повышение равномерности распределения тока вокруг каждой фильеры и снижение выхода продукции низкого качества. 5 з.п. ф-лы, 33 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к высокочастотному индуктору, с помощью которого можно одновременно производить множество поликристаллов столбчатой структуры в виде прутков из кремния или других кристаллических материалов за счет направления электрического тока высокой частоты так, чтобы он равномерно охватывал фильеры и прутки из кремния или других кристаллических материалов для их равномерного нагрева с помощью электрического тока, и в частности к высокочастотному индуктору с фильерами для производства множества прутков из кремния или других кристаллических материалов методом выращивания поликристаллов вытягиванием за счет равномерного распределения электрического тока.

Предшествующий уровень техники

Хорошо известно, что с постепенным истощением невозобновляемых источников энергии главной тенденцией становится развитие и использование новых энергетических ресурсов типа солнечной энергии и т.п. Поликристаллический кремний является основным материалом для производства солнечных батарей, и потребность в поликристаллическом кремнии в каждой стране мира повышается из года в год, при этом кремниевые прутки являются необходимым исходным материалом для производства поликристаллического кремния различными методами, включая отличные от метода Сименса, поэтому во всем мире требуется огромное количество кремниевых прутков. В существующем технологическом процессе производства керамических прутков, монокристаллического кремния и других материалов с кристаллической структурой методом бестигельной зонной плавки обычно используется высокочастотный индуктор с одной фильерой, принцип действия которого является следующим: во время работы на высокочастотный индуктор подается электрический ток высокой частоты так, чтобы нагреть стержень исходного материала за счет индукции, при этом нагретый верхний конец стержня исходного материала преобразуется в участок расплава, затравочный кристалл вставляется в участок расплава и медленно поднимается вверх, соответственно расплавленный исходный материал может подниматься вверх вместе с затравочным кристаллом с формированием кристаллического материала в форме столбика, где этот полученный кристаллический материал со столбчатой структурой является конечным продуктом в виде прутка из кремния или другого кристаллического материала.

Эксперименты показывают, что патенты Китая на полезные модели, которые ранее использовались изобретателями и приведенные ниже, имеют различные недостатки.

Патент 1: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор с двойным отверстием для одновременного получения двух прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 14.04.2006; номер публикации - CN 2926264 Y.

Патент 2: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения двух прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 19.01.2007; номер публикации - CN 201001211 Y.

Патент 3: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения двух прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024223 Y.

Патент 4: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения трех прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 19.01.2007; номер публикации - CN 200999270 Y.

Патент 5: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения трех прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 19.01.2007; номер публикации - CN 201001208 Y.

Патент 6: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения трех прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024224 Y.

Патент 7: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения трех прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024227 Y.

Патент 8: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения трех прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201001209 Y.

Патент 9: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения четырех прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024228 Y.

Патент 10: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения пяти прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 19.01.2007; номер публикации - CN 200996058 Y.

Патент 11: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения пяти прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024229 Y.

Патент 12: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения шести прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 19.01.2007; номер публикации - CN 200999269 Y.

Патент 13: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения шести прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024225 Y.

Патент 14: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения семи прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 19.01.2007; номер публикации - CN 200996059 Y.

Патент 15: название полезной модели - «Высокочастотный индуктор для одновременного получения семи прутков из кремния или других кристаллических материалов»; дата подачи заявки - 13.02.2007; номер публикации - CN 201024226 Y.

Поскольку высокочастотные индукторы, раскрытые в этих патентах, имеют не вполне обоснованную конфигурацию, и может иметь место неравномерная толщина получаемых поликристаллов при одновременном получении нескольких кремниевых прутков, при этом невозможно получить более десяти прутков с помощью высокочастотных индукторов, раскрытых в этих патентах. Однако выход поликристаллов, получаемых одновременно, непосредственно влияет на технологический коэффициент, и прибыль, главным образом, определяется количеством готовой продукции, полученной вытягиванием поликристаллов в виде кремниевых прутков. Эксперименты показывают, что действие электрического тока высокой частоты высокочастотного индуктора вокруг фильер может не привести к достижению желаемой цели, при этом действие электрического тока является более активным, за исключением средней фильеры и фильер, соединенных со сквозными щелями разряжения линий электрического тока, а на закрытую схему, используемую для множества фильер, распределенных по периферии, влияет принципа действия электрического тока высокой частоты так, что температура большинства этих фильер гораздо ниже, чем тех фильер, которые расположены рядом со сквозными щелями разряжения линий электрического тока или соединены с ними, т.е. из-за образования цепи короткого замыкания в поле электрического тока, поэтому диаметры выращенных поликристаллов достаточно отличаются друг от друга, что значительно снижает выход продукции высокого качества. В этом изобретении раскрывается базис для решения существующих проблем.

Раскрытие изобретения

Для преодоления существующих проблем в изобретении раскрывается высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества прутков из кремния. Можно сделать так, чтобы протекающий электрический ток высокой частоты равномерно охватывал каждую фильеру за счет эффекта разряжения линий электрического тока с помощью сквозной щели разряжения линий электрического тока или сквозной щели разряжения линий электрического тока и вспомогательных отверстий направления электрического тока, и с помощью изменения положения сквозной щели разряжения линий электрического тока с выполнением ее с С-образной сквозной щелью разряжения линий электрического тока и вспомогательными отверстиями направления электрического тока, а также, в качестве другой альтернативы, с помощью обеспечения соединительной сквозной щели разряжения линий электрического тока между двумя фильерами так, чтобы сформировать гантелеобразный элемент между фильерами у крайних концов радиальных сквозных щелей разряжения линий электрического тока. Благодаря тому, что электрический ток высокой частоты может более равномерно охватывать каждую фильеру, достигается тот эффект, что этот ток равномерно распределяется вокруг каждой фильеры и, соответственно, может быть снижен выход продукции низкого качества.

Для достижения вышеуказанных целей по изобретению предлагается следующий технический проект.

Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков включает: патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), которые выполнены с одной стороны высокочастотного индуктора (1) и расположены смежно друг с другом; сквозную щель разряжения линий электрического тока (2), вытянутую внутрь и расположенную между смежно расположенными патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6); верхнюю поверхность (9) высокочастотного индуктора (1), выполненную в виде наклонной поверхности с уклоном в направлении к центральной части с образованием впадины; нижнюю поверхность (10) высокочастотного индуктора (1), содержащую утопленную внутрь ступень; канал охлаждающей воды (4), проходящий внутри высокочастотного индуктора (1) по его периферии у крайней внешней поверхности, причем два конца канала охлаждающей воды (4) соединены соответственно с патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6).

Сквозная щель разряжения линий электрического тока (2) сообщается с фильерами (3), которые расположены во впадине (7) в средней части высокочастотного индуктора (1), или соединяет фильеры (3) по кратчайшей прямой линии, или сообщается с верхней или нижней частью дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), выполненной в форме двутавра, которая расположена в средней части высокочастотного индуктора (1) и лежит на линии сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), которая проходит через среднюю часть сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), выполненной в форме двутавра.

Здесь могут выполняться вспомогательные отверстия направления электрического тока (11), которые располагают на двух концах дополнительной С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока (12), или вспомогательное отверстие направления электрического тока (11), которое располагают в средней части сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), или вспомогательные отверстия направления электрического тока (11), которые располагают на крайних концах дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2).

Также имеется не менее двух фильер (3), при этом: две фильеры (3) расположены с двух сторон дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), выполненной в форме двутавра между крайними точками полок такого двутавра с формированием двухфильерной конструкции; или две фильеры (3) расположены друг за другом в параллель, где одна фильера (3) сообщается со сквозной щелью разряжения линий электрического тока (2), а также с дополнительной С-образной сквозной щелью разряжения линий электрического тока (12), которая охватывает половину другой фильеры (3), причем оба конца дополнительной С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока (12) снабжены вспомогательными отверстиями направления электрического тока (11), тем самым формируя двухфильерную конструкцию; или три фильеры (3) расположены треугольником подобно китайскому иероглифу при этом одна сторона одной фильеры 3 сообщается со сквозной щелью разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), а ее другая сторона сообщается с нижним концом другой сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), имеющей Т-образную форму, причем с двух сторон этой сквозной щели разряжения линий электрического тока (2) Т-образной формы расположены две другие фильеры (3), а с двух боковых сторон первой фильеры (3) выполнено два неглубоких паза (13) соответственно, тем самым формируя трехфильерную конструкцию; или одна сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из фильер (3), которая расположена вблизи от середины высокочастотного индуктора (1), а две боковые стороны этой фильеры (3) снабжены двумя другими сквозными щелями разряжения линий электрического тока (2), при этом крайние концы этих двух сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) снабжены соответственно вспомогательными отверстиями направления электрического тока (11), при этом две другие фильеры (3) расположены с двух сторон от первой сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), формируя трехфильерную конструкцию; или четыре фильеры (3) расположены квадратом; сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая проходит между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с двумя фильерами (3), где обе боковые стороны каждой из этих фильер (3) сообщаются со вспомогательными отверстиями направления электрического тока (11) с помощью других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), средняя часть сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), расположенная между двумя сообщающимися фильерами (3), снабжена вспомогательным отверстием направления электрического тока (11), а две другие фильеры (3) расположены с двух сторон от этого вспомогательного отверстия направления электрического тока (11), формируя четырехфильерную конструкцию; или имеется четыре фильеры (3), причем одна фильера (3) расположена посередине, другие три фильеры (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя из трех фильер (3), расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеются две другие сквозные щели разряжения линий электрического тока (2), которые проходят от средней фильеры (3) в направлении наружу так, чтобы располагаться между двумя другими фильерами (3) из трех фильер (3), расположенных по окружности, а крайний конец каждой из этих двух сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) расположен между окружностью центров трех фильер (3), расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти три фильеры (3), формируя четырехфильерную конструкцию; или имеется несколько фильер (3), причем одна фильера (3) расположена посередине, а другие фильеры (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя фильерами (3), расположенными по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеются несколько других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), которые расположены между другими фильерами (3), расположенными по окружности, или средняя фильера (3) непосредственно сообщается с периферийными фильерами (3) с помощью других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2).

Высокочастотный индуктор может быть выполнен с возможностью производить пять кремниевых прутков одновременно, при этом имеется пять фильер, причем одна фильера (3) расположена посередине, другие четыре фильеры (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя из четырех фильер (3), расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеются три другие сквозные щели разряжения линий электрического тока (2), которые проходят от средней фильеры (3) в направлении наружу так, чтобы располагаться между тремя другими фильерами (3) из четырех фильер (3), расположенных по окружности, а крайний конец каждой из этих трех сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) расположен между окружностью центров четырех фильер (3), расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти четыре фильеры (3), формируя пятифильерную конструкцию.

Высокочастотный индуктор может быть выполнен с возможностью производить шесть кремниевых прутков одновременно, при этом имеется шесть фильер, причем одна фильера (3) расположена посередине, другие пять фильер (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя из пяти фильер (3), расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеются четыре другие сквозные щели разряжения линий электрического тока (2), которые проходят от средней фильеры (3) в направлении наружу так, чтобы располагаться между четырьмя другими фильерами (3) из пяти фильер (3), расположенных по окружности, а крайний конец каждой из этих четырех сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) расположен между окружностью центров пяти фильер (3), расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти пять фильер (3), формируя шестифильерную конструкцию.

Высокочастотный индуктор может быть выполнен с возможностью производить семь кремниевых прутков одновременно, при этом имеется семь фильер, причем одна фильера (3) расположена посередине, другие шесть фильер (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя из шести фильер (3), расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеется пять других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), которые проходят от средней фильеры (3) в направлении наружу так, чтобы располагаться между пятью другими фильерами (3) из шести фильер (3), расположенных по окружности, а крайний конец каждой из этих пяти сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) расположен между окружностью центров шести фильер (3), расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти шесть фильер (3), формируя семифильерную конструкцию.

Высокочастотный индуктор может быть выполнен с возможностью производить восемь кремниевых прутков одновременно, при этом имеется восемь фильер, причем одна фильера (3) расположена посередине, другие семь фильер (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя из семи фильер (3), расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеется шесть других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), которые проходят от средней фильеры (3) в направлении наружу так, чтобы располагаться между шестью другими фильерами (3) из семи фильер (3), расположенных по окружности, а крайний конец каждой из этих шести сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) расположен между окружностью центров семи фильер (3), расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти семь фильер (3), формируя восьмифильерную конструкцию.

Высокочастотный индуктор по изобретению может иметь конструкцию с увеличенным числом фильер, при этом имеются пары фильер (3) и соединяющие их сквозные щели разряжения линий электрического тока (2), образующих гантелеобразные элементы из пар фильер (3), причем гантелеобразные элементы из пар фильер (3) расположены между средней фильерой (3) и периферийными фильерами (3) с общим числом всех фильер, равным тринадцати, шестнадцати, девятнадцати или двадцати двум.

В последнем случае в высокочастотном индукторе для производства тринадцати кремниевых прутков одновременно одна фильера (3) может быть расположена посередине, другие четыре фильеры (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из четырех фильер (3), которые окружают среднюю фильеру (3), эти четыре фильеры (3) сообщаются непосредственно со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух соседних фильер (3) из числа четырех фильер (3), расположенных по окружности, формируя тринадцатифильерную конструкцию.

В высокочастотном индукторе для производства шестнадцати кремниевых прутков одновременно одна фильера (3) может быть расположена посередине, другие пять фильер (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из пяти фильер (3), которые окружают среднюю фильеру (3), эти пять фильер (3) сообщаются непосредственно со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух соседних фильер (3) из числа пяти фильер (3), расположенных по окружности, с формированием шестнадцатифильерной конструкции.

В высокочастотном индукторе для производства девятнадцати кремниевых прутков одновременно одна фильера (3) может быть расположена посередине, другие шесть фильер (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, эти шесть фильер (3), окружающих среднюю фильеру (3), дополнительно снабжены по периферии другими шестью фильерами (3) соответственно так, что средняя фильера (3) окружена другими фильерами (3) по двум окружностям, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из шести наиболее удаленных от середины фильер (3), которые окружают среднюю фильеру, эти наиболее удаленные от середины шесть фильер (3) сообщаются со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, которые проходят посередине других шести фильер (3), расположенных ближе к середине, формируя последовательные структуры фильер, направленные от середины к периферии, гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух последовательных структур фильер, а также имеются независимые фильеры (3), которые расположены соответственно между гантелеобразными элементами и шестью фильерами (3), окружающими среднюю фильеру и расположенными ближе к периферии, с формированием девятнадцатифильерной конструкции.

В высокочастотном индукторе для производства двадцатидвухкремниевых прутков одновременно одна фильера (3) может быть расположена посередине, другие семь фильер (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из семи фильер (3), которые окружают среднюю фильеру, эти семь фильер (3) сообщаются со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух соседних фильер (3) из числа семи фильер (3), расположенных по окружности, с формированием двадцатидвухфильерной конструкции.

В другом высокочастотном индукторе для производства девятнадцати кремниевых прутков одновременно одна фильера (3) может быть расположена посередине, другие шесть фильер (3) окружают среднюю фильеру (3) и расположены ближе к периферии от средней фильеры (3), эти шесть фильер (3) радиально сообщаются через среднюю фильеру (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми фильерами (3), расположенными по периферии, с формированием девятнадцатифильерной конструкции.

За счет применения предлагаемого технического решения изобретение имеет следующие преимущества.

В высокочастотном индукторе с фильерами для производства множества прутков из кремния обеспечиваются радиальные сквозные щели разряжения линий электрического тока; или фильеры обеспечиваются С-образной сквозной щелью разряжения линий электрического тока и вспомогательными отверстиями направления электрического тока; или с двух сторон фильер обеспечиваются неглубокие пазы; или обеспечивается соединительная сквозная щель разряжения линий электрического тока между двумя фильерами так, чтобы сформировать гантелеобразный элемент у крайних концов радиальных сквозных щелей разряжения линий электрического тока, что позволяет одновременно вытягивать 2-8, 13, 16, 19 или 22 кремниевых прутка. Благодаря тому что электрический ток высокой частоты может более равномерно распределяться вокруг каждой фильеры за счет разряжения линий электрического тока с помощью сквозной щели разряжения линий электрического тока или сквозной щели разряжения линий электрического тока и вспомогательных отверстий направления электрического тока, электрический ток высокой частоты может равномерно распределяться вокруг каждой из фильер с помощью таких сквозных щелей разряжения линий электрического тока, и, соответственно, может быть снижен выход продукции низкого качества, улучшены показатели энергоемкости, а себестоимость производства и процент брака могут быть снижены. С помощью изобретения обеспечивается равномерный нагрев, экономится значительное количество электроэнергии, снижаются затраты на оборудование, совокупные затраты на заработную плату и т.п.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематичный вид конструкции с двумя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.2 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с двумя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.3 - схематичный вид конструкции с двумя фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с двумя фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - схематичный вид конструкции с тремя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.6 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с тремя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.7 - схематичный вид конструкции с тремя фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с тремя фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 - схематичный вид конструкции с четырьмя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.10 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с четырьмя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.11 - схематичный вид конструкции с четырьмя фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с четырьмя фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 - схематичный вид конструкции с пятью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.14 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с пятью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.15 - схематичный вид конструкции с шестью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.16 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с шестью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.17 - схематичный вид конструкции с семью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.18 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с семью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.19 - схематичный вид конструкции с восемью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.20 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с восемью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.21 - схематичный вид конструкции с тринадцатью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.22 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с тринадцатью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.23 - схематичный вид конструкции с шестнадцатью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.24 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с шестнадцатью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.25 - схематичный вид конструкции с шестнадцатью фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.26 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с шестнадцатью фильерами по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.27 - схематичный вид конструкции с девятнадцатью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.28 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с девятнадцатью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.29 - схематичный вид конструкции с двадцатью двумя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.30 - схематичный вид, иллюстрирующий принцип действия при протекании электрического тока в конструкции с двадцатью двумя фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.31 - схематичный вид распределения магнитного поля с различной интенсивностью линий напряженности магнитного поля в вытягиваемом затравочном кристалле по настоящему изобретению.

Фиг.32 - схематичный вид в перспективе, иллюстрирующий конструкцию с восемью фильерами по настоящему изобретению.

Фиг.33 - схематичный вид в поперечном разрезе конструкции высокочастотного индуктора по настоящему изобретению.

На чертежах обозначено: 1 - высокочастотный индуктор; 2 - сквозная щель разряжения линий электрического тока; 3 - фильера; 4 - канал охлаждающей воды; 5 - патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А; 6 - патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В; 7 - впадина на высокочастотном индукторе; 8 - электрический ток высокой частоты; 9 - верхняя поверхность высокочастотного индуктора; 10 - нижняя поверхность высокочастотного индуктора; 11 - вспомогательное отверстие направления электрического тока; 12 - С-образная сквозная щель разряжения линий электрического тока; 13 - неглубокий паз; 14 - головка фиксации затравочного кристалла; 15 - затравочный кристалл; 16 - стержень исходного материала; и 17 - линия напряженности магнитного поля.

Лучший вариант осуществления изобретения

Со ссылкой на последующие варианты осуществления настоящее изобретение может быть проиллюстрировано более подробно, но не ограничивается этими вариантами осуществления.

В варианте осуществления в соответствии с фиг.31, фиг.32 и фиг.33, а также на фиг.1-30, где представлены в сборе каждый из вариантов осуществления, с одной стороны высокочастотного индуктора 1 обеспечивается патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, которые расположены смежно друг с другом; сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, протянутая внутрь и расположенная между смежно расположенными патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6; верхняя поверхность 9 высокочастотного индуктора 1 выполнена в виде наклонной поверхности с уклоном в направлении к центральной части с образованием впадины; нижняя поверхность 10 высокочастотного индуктора 1 обеспечена утопленной внутрь ступенью; канал охлаждающей воды 4 проходит внутри высокочастотного индуктора 1 по его периферии у крайней внешней поверхности, а два конца канала охлаждающей воды 4 соединены соответственно с патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6.

Сквозная щель разряжения линий электрического тока 2 может сообщаться с фильерами 3, которые расположены во впадине 7 в средней части высокочастотного индуктора 1, или соединять фильеры 3 по кратчайшей прямой линии или сообщаться с верхней или нижней частью дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, выполненной в форме двутавра, которая расположена в средней части высокочастотного индуктора 1 и лежит на линии сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, которая проходит через среднюю часть сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, выполненной в форме двутавра, а также сквозные щели разряжения линий электрического тока 2 могут формировать структуру из внутренних и внешних щелей.

Здесь могут выполняться вспомогательные отверстия направления электрического тока 11, которые располагают на двух концах дополнительной С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока 12, или вспомогательное отверстие направления электрического тока 11, которое располагают в средней части сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, или вспомогательные отверстия направления электрического тока 11, которые располагают на крайних концах дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2.

Также каждая из конструкций содержит не менее двух фильер 3.

Как показано на фиг.1 и фиг.2, две фильеры 3 расположены с двух сторон дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока 2 в форме двутавра между крайними точками полок такого двутавра с формированием двухфильерной конструкции; и в процессе работы за счет протекания по окружности и будучи направленным вдоль сквозной щели разряжения линий электрического тока 2 в форме двутавра, электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая обе фильеры 3 соответственно.

Как показано на фиг.3 и фиг.4 для другого варианта осуществления изобретения, две фильеры 3 расположены друг за другом в параллель, при этом одна фильера 3 сообщается со сквозной щелью разряжения линий электрического тока 2, а также с дополнительной С-образной сквозной щелью разряжения линий электрического тока 12, которая охватывает половину другой фильеры 3, причем оба конца С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока 12 снабжены вспомогательными отверстиями направления электрического тока 11, тем самым формируя другую двухфильерную конструкцию; и в процессе работы, за счет протекания по окружности и будучи направленным вдоль С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока 12 и вспомогательных отверстий направления электрического тока 11, выполненных на обоих концах С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока 12, электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая обе фильеры 3 соответственно.

Как показано на фиг.5 и фиг.6, конструкция с тремя фильерами 3 по варианту осуществления изобретения является следующей: три фильеры 3 расположены треугольником подобно китайскому иероглифу при этом одна сторона одной фильеры 3 сообщается со сквозной щелью разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, а ее другая сторона сообщается с нижним концом другой сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, имеющей Т-образную форму, причем с двух сторон этой сквозной щели разряжения линий электрического тока 2 расположены две другие фильеры 3, а с двух боковых сторон первой фильеры 3 выполнено два неглубоких паза 13 соответственно, за счет чего формируется трехфильерная конструкция; и в процессе работы, за счет протекания по окружности и будучи направленным вдоль сквозной щели разряжения линий электрического тока 2 Т-образной формы, электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все три фильеры 3 соответственно.

Как показано на фиг.7 и фиг.8, другая конструкция с тремя фильерами 3 по другому варианту осуществления изобретения является следующей: первая сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, сообщается с одной из фильер 3, которая расположена вблизи от середины высокочастотного индуктора 1, а две боковые стороны этой фильеры 3 снабжены двумя другими сквозными щелями разряжения линий электрического тока 2, при этом крайние концы этих двух сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2 снабжены соответственно вспомогательными отверстиями направления электрического тока 11, при этом две других фильеры 3 расположены с двух сторон от первой сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, за счет чего формируется другая трехфильерная конструкция; и в процессе работы, за счет протекания по окружности и будучи направленным вдоль двух других сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, которые расположены с двух боковых сторон фильеры 3, расположенной вблизи от середины высокочастотного индуктора 1, и вдоль двух вспомогательных отверстий направления электрического тока 11, которые расположены на крайних концах этих двух других сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все три фильеры 3 соответственно.

Как показано на фиг.9 и фиг.10, конструкция с четырьмя фильерами 3 по варианту осуществления изобретения является следующей: четыре фильеры 3 расположены квадратом; сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая проходит между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, сообщается с двумя фильерами 3, обе боковые стороны каждой из этих фильер 3 сообщаются со вспомогательными отверстиями направления электрического тока 11 с помощью других сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, средняя часть сквозной щели разряжения линий электрического тока 2, расположенная между двумя сообщающимися фильерами 3, также снабжена вспомогательным отверстием направления электрического тока 11, а две другие фильеры 3 расположены с двух сторон от этого вспомогательного отверстия направления электрического тока 11, за счет чего формируется четырехфильерная конструкция; и в процессе работы, за счет протекания по окружности и будучи направленным вдоль двух других сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, которые расположены с боковых сторон двух фильер 3, сообщающихся со сквозной щелью разряжения линий электрического тока 2, которая проходит между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, и вдоль вспомогательных отверстий направления электрического тока 11, электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все четыре фильеры 3 соответственно.

Как показано на фиг.11-20, конструкции с числом фильер от пяти до восьми по вариантам осуществления изобретения являются следующими: одна фильера 3 расположена посередине, другие четыре-семь фильер 3 расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры 3, сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, проходит между двумя соседними фильерами 3 из числа четырех-семи фильер, расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой 3, другие сквозные щели разряжения линий электрического тока 2 числом от двух до шести расположены между фильерами 3 из числа четырех-семи фильер, расположенных по окружности, эти сквозные щели разряжения линий электрического тока 2 выходят из средней фильеры 3 и направлены от центра, располагаясь между другими фильерами 3, а крайний конец каждой из этих сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2 расположен между окружностью центров фильер 3, расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти фильеры 3, за счет чего формируется пяти-восьмифильерная конструкция; здесь следует отметить, что эти конструкции с числом фильер от пяти до восьми подобны друг другу, поэтому они не описываются подробно по отдельности.

Как показано на фиг.21 и фиг.22, конструкция с тринадцатью фильерами 3 по варианту осуществления изобретения является следующей: высокочастотный индуктор с фильерами для производства тринадцати кремниевых прутков включает одну фильеру 3, расположенную посередине, другие четыре фильеры 3, которые окружают среднюю фильеру 3, равноудалены от средней фильеры 3 и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, сообщается с одной из четырех фильер 3, которые окружают среднюю фильеру 3, эти четыре фильеры 3 сообщаются непосредственно со средней фильерой 3 с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, а также имеется структура из гантелеобразных элементов, состоящих из пар фильер 3 и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, которые соответственно расположены между каждыми из двух соседних фильер 3 из четырех фильер 3, расположенных по окружности, с формированием конструкции с тринадцатью фильерами 3; и в процессе работы, одна часть электрического тока высокой частоты 8 течет по окружности, охватывая внешние края тринадцати фильер 3, а другая часть электрического тока высокой частоты 8 совершает челночное движение между парами фильер 3, выполненных в виде гантелеобразных элементов, и средней фильерой 3, при этом электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все тринадцать фильер 3.

Как показано на фиг.23 и фиг.24, конструкция с шестнадцатью фильерами 3 по варианту осуществления изобретения является следующей: высокочастотный индуктор с фильерами для производства шестнадцати кремниевых прутков включает одну фильеру 3, расположенную посередине, другие пять фильер 3, которые окружают среднюю фильеру 3, равноудалены от средней фильеры 3 и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, сообщается с одной из пяти фильер 3, которые окружают среднюю фильеру 3, эти пять фильер 3 сообщаются непосредственно со средней фильерой 3 с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, а также имеется структура из гантелеобразных элементов, состоящих из пар фильер 3 и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, которые соответственно расположены между каждыми из двух соседних фильер 3 из пяти фильер 3, расположенных по окружности, с формированием конструкции с шестнадцатью фильерами 3; и в процессе работы одна часть электрического тока высокой частоты 8 течет по окружности, охватывая внешние края шестнадцати фильер 3, а другая часть электрического тока высокой частоты 8 совершает челночное движение между парами фильер 3, выполненных в виде гантелеобразных элементов, и средней фильерой 3, при этом электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все шестнадцать фильер 3.

Как показано на фиг.25 и фиг.26, конструкция с девятнадцатью фильерами 3 по варианту осуществления изобретения является следующей: высокочастотный индуктор с фильерами для производства девятнадцати кремниевых прутков включает одну фильеру 3, расположенную посередине, другие шесть фильер 3 окружают среднюю фильеру 3, равноудалены от средней фильеры 3 и расположены по окружности равномерно, эти шесть фильер 3, окружающие среднюю фильеру 3, дополнительно снабжены по периферии другими шестью фильерами 3 соответственно так, что средняя фильера 3 окружена другими фильерами 3 по двум окружностям, сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, сообщается с одной из шести наиболее удаленных от середины фильер 3, которые окружают среднюю фильеру, эти наиболее удаленные от середины шесть фильер 3 сообщаются со средней фильерой 3 с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2 соответственно, которые проходят посередине других шести фильер 3, расположенных ближе к середине, формируя последовательные структуры фильер, направленные от середины к периферии, гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер 3 и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, расположены между каждыми из двух последовательных структур фильер, а также имеются независимые фильеры 3, которые расположены соответственно между гантелеобразными элементами и шестью фильерами 3, окружающими среднюю фильеру и расположенными ближе к периферии, тем самым формируя девятнадцатифильерную конструкцию; и в процессе работы одна часть электрического тока высокой частоты 8 течет по окружности, охватывая внешние края девятнадцати фильер 3, а другая часть электрического тока высокой частоты 8 совершает челночное движение между парами фильер 3, выполненных в виде гантелеобразных элементов, независимыми фильерами 3 и последовательными структурами фильер 3, которые сообщаются со средней фильерой 3, при этом электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все девятнадцать фильер 3.

Как показано на фиг.27 и фиг.28, конструкция с девятнадцатью фильерами 3 по другому варианту осуществления изобретения является следующей: другая девятнадцатифильерная конструкция для производства девятнадцати кремниевых прутков включает одну фильеру 3, расположенную посередине, другие шесть фильер 3 окружают среднюю фильеру (3) и расположены ближе к периферии от средней фильеры 3, эти шесть фильер 3 радиально сообщаются через среднюю фильеру 3 с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер 3 и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, расположены между каждыми фильерами 3, расположенными по периферии, формируя девятнадцатифильерную конструкцию; и в процессе работы одна часть электрического тока высокой частоты 8 течет по окружности, охватывая внешние края девятнадцати фильер 3, а другая часть электрического тока высокой частоты 8 совершает челночное движение между парами фильер 3, выполненных в виде гантелеобразных элементов, и шестью фильерами 3, расположенными на периферии, при этом электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все девятнадцать фильер 3.

Как показано на фиг.29 и фиг.30, конструкция с двадцатью двумя фильерами 3 по варианту осуществления изобретения является следующей: высокочастотный индуктор с фильерами для производства девятнадцати кремниевых прутков включает одну фильеру 3, расположенную посередине, другие семь фильер 3 окружают среднюю фильеру 3, равноудалены от средней фильеры 3 и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока 2, которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, сообщается с одной из семи фильер 3, которые окружают среднюю фильеру, эти семь фильер 3 сообщаются со средней фильерой 3 с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2 соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер 3 и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2, расположены между каждыми из двух соседних фильер 3 из числа семи фильер 3, расположенных по окружности, формируя двадцатидвухфильерную конструкцию; и в процессе работы одна часть электрического тока высокой частоты 8 течет по окружности, охватывая внешние края двадцати двух фильер 3, а другая часть электрического тока высокой частоты 8 совершает челночное движение между парами фильер 3, выполненных в виде гантелеобразных элементов, и фильерами 3, которые сообщаются со средней фильерой 3, при этом электрический ток высокой частоты 8 протекает, равномерно охватывая все двадцать две фильеры 3.

Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков работает следующим образом.

Как показано на фиг.31, фиг.32 и фиг.33, а также на фиг.1-30, сквозные щели разряжения линий электрического тока 2 расположены между смежно расположенными патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А 5 и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В 6, причем тип соединения сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2 определяется в зависимости от реальной потребности, как представлено на фиг.1-30, а главной функцией сквозных щелей разряжения линий электрического тока 2 является направление электрического тока высокой частоты 8 для его прохождения по окружности или разветвления у границы раздела так, чтобы стержень исходного материала 16 равномерно нагревался с возможностью выполнения функции вспомогательного расплавляемого материала (стержень исходного материала 16). После расплавления участка на верхнем конце стержня исходного материала 16 (также называемого исходный кремниевый стержень), который находится вблизи нижней поверхности 10 высокочастотного индуктора, головка фиксации затравочного кристалла 14 опускается вниз вместе с затравочным кристаллом 15 так, чтобы затравочный кристалл 14 прошел через фильеры 3, показанные на фиг.1-30, и вставился в расплавленный участок стержня исходного материала 16, после чего затравочный кристалл 15 поднимается вверх, расплав на верхнем конце стержня исходного материала 16 может подниматься вместе с затравочным кристаллом 15, и, соответственно, нижнюю часть стержня исходного материала 16 синхронно и медленно поднимают вверх так, чтобы стержень исходного материала 16 не мог контактировать с высокочастотным индуктором 1. Поскольку верхний конец стержня исходного материала 16 может быть неплоским, нижняя поверхность 10 высокочастотного индуктора сконструирована с утопленной внутрь ступенью, за счет чего стержень исходного материала 16 направляется так, чтобы его верхний конец был настолько близко к нижней поверхности 10, насколько это возможно, для его быстрого расплавления, а верхняя поверхность 9 высокочастотного индуктора сконструирована так, чтобы иметь уклон в направлении снаружи к внутренней части для предотвращении концентрации электрического тока высокой частоты 8 в середине и создания условий для равномерного распространения электрического тока высокой частоты 8 на высокочастотном индукторе 3 с целью достижения равномерного нагрева. После приведения в движение за счет связывания с затравочным кристаллом 15, проходя через высокочастотный индуктор 1 и фильеры 3, расплавленный участок на верхнем конце стержня исходного материала 16 переходит в твердое состояние благодаря уменьшению плотности линий напряженности магнитного поля 17 с формированием нового кристалла столбчатой структуры, при этом головка фиксации затравочного кристалла 14 продолжает медленно подниматься вверх вместе с затравочным кристаллом 15, и может быть сформирован конечный продукт в виде кремниевых прутков поликристаллической структуры с требуемой длиной.

Следует отметить, что головка фиксации затравочного кристалла 14, как вспомогательное приспособление, упоминается здесь только в качестве для иллюстрации возможности использования изобретения, при этом само изобретение не включает в себя подробности, относящиеся к головке фиксации затравочного кристалла 14, более того, головка фиксации затравочного кристалла 14 и другие приспособления или оборудование не охватываются правовой охраной по этому изобретению.

Варианты осуществления, которые были выбраны для раскрытия в описании путей достижения технической задачи, являются осуществимыми, однако следует отметить, что изобретение охватывает все возможные изменения и улучшения раскрытых вариантов осуществления, которые относятся к концепции и объему правовой охраны по изобретению.

Объяснение

в соответствии со ст.19(1) РСТ

Содержание последней части п.1 формулы патентной заявки удалено, а именно, удалены признаки «или имеется четыре фильеры (3), причем одна фильера (3) расположена посередине, другие три фильеры (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя из трех фильер (3), расположенных по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеются две другие сквозные щели разряжения линий электрического тока (2), которые проходят от средней фильеры (3) в направлении наружу так, чтобы располагаться между двумя другими фильерами (3) из трех фильер (3), расположенных по окружности, а крайний конец каждой из этих двух сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) расположен между окружностью центров трех фильер (3), расположенных по окружности, и внешней окружностью, охватывающей эти три фильеры (3), формируя четырех-фильерную конструкцию; или имеется несколько фильер (3), причем одна фильера (3) расположена посередине, а другие фильеры (3) расположены по окружности равномерно вокруг средней фильеры (3), сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), проходит между двумя фильерами (3), расположенными по окружности, и сообщается со средней фильерой (3), имеются несколько других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), которые расположены между другими фильерами (3), расположенными по окружности, или средняя фильера (3) непосредственно сообщается с периферийными фильерами (3) с помощью других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2)».

Удалены зависимые пункты формулы 2, 3, 4 и 5 патентной заявки.

Измененная формула не выходит за рамки патентной заявки как подана.

1. Высокочастотный индуктор с фильерами для производства множества кремниевых прутков, включающий: патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубок передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), которые выполнены с одной стороны высокочастотного индуктора (1) и расположены смежно друг с другом; сквозную щель разряжения линий электрического тока (2), вытянутую внутрь и расположенную между смежно расположенными патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6); верхнюю поверхность (9) высокочастотного индуктора (1), выполненную в виде наклонной поверхности с уклоном в направлении к центральной части с образованием впадины; нижнюю поверхность (10) высокочастотного индуктора (1), содержащую утопленную внутрь ступень; канал охлаждающей воды (4), проходящий внутри высокочастотного индуктора (1) по его периферии у крайней внешней поверхности, причем два конца канала охлаждающей воды (4) соединены соответственно с патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), характеризующийся тем, что сквозная щель разряжения линий электрического тока (2) сообщается с фильерами (3), которые расположены во впадине (7) в средней части высокочастотного индуктора (1), или соединяет фильеры (3) по кратчайшей прямой линии, или сообщается с верхней или нижней частью дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), выполненной в форме двутавра, которая расположена в средней части высокочастотного индуктора (1) и лежит на линии сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), которая проходит через среднюю часть сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), выполненной в форме двутавра;
при этом дополнительно включает вспомогательные отверстия направления электрического тока (11), которые выполнены на двух концах дополнительной С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока (12), или вспомогательное отверстие направления электрического тока (11), которое выполнено в средней части сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), или вспомогательные отверстия направления электрического тока (11), которые выполнены на крайних концах дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2); и
причем имеется не менее двух фильер (3), при этом: две фильеры (3) расположены с двух сторон дополнительной сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), выполненной в форме двутавра между крайними точками полок такого двутавра с формированием двухфильерной конструкции; или две фильеры (3) расположены друг за другом в параллель, где одна фильера (3) сообщается со сквозной щелью разряжения линий электрического тока (2), а также с дополнительной С-образной сквозной щелью разряжения линий электрического тока (12), которая охватывает половину другой фильеры (3), причем оба конца дополнительной С-образной сквозной щели разряжения линий электрического тока (12) снабжены вспомогательными отверстиями направления электрического тока (11), тем самым формируя двухфильерную конструкцию; или три фильеры (3) расположены треугольником, при этом одна сторона одной фильеры (3) сообщается со сквозной щелью разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), а ее другая сторона сообщается с нижним концом другой сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), имеющей Т-образную форму, причем с двух сторон этой сквозной щели разряжения линий электрического тока (2) Т-образной формы расположены две других фильеры (3), а с двух боковых сторон первой фильеры (3) выполнено два неглубоких паза (13) соответственно, тем самым формируя трехфильерную конструкцию; или одна сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из фильер (3), которая расположена вблизи от середины высокочастотного индуктора (1), а две боковые стороны этой фильеры (3) снабжены двумя другими сквозными щелями разряжения линий электрического тока (2), при этом крайние концы этих двух сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) снабжены соответственно вспомогательными отверстиями направления электрического тока (11), при этом две другие фильеры (3) расположены с двух сторон от первой сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), формируя трехфильерную конструкцию; или четыре фильеры (3) расположены квадратом; сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая проходит между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с двумя фильерами (3), где обе боковые стороны каждой из этих фильер (3) сообщаются со вспомогательными отверстиями направления электрического тока (11) с помощью других сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), средняя часть сквозной щели разряжения линий электрического тока (2), расположенная между двумя сообщающимися фильерами (3), снабжена вспомогательным отверстием направления электрического тока (11), а две другие фильеры (3) расположены с двух сторон от этого вспомогательного отверстия направления электрического тока (11), формируя четырехфильерную конструкцию.

2. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что имеет конструкцию с увеличенным числом фильер, при этом имеются пары фильер (3) и соединяющие их сквозные щели разряжения линий электрического тока (2), образующих гантелеобразные элементы из пар фильер (3), причем гантелеобразные элементы из пар фильер (3) расположены между средней фильерой (3) и периферийными фильерами (3) с общим числом всех фильер, равным тринадцати, шестнадцати, девятнадцати или двадцати двум, при этом одна фильера (3) расположена посередине, другие четыре фильеры (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из четырех фильер (3), которые окружают среднюю фильеру (3), каждая из этих четырех фильер (3) сообщается непосредственно со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух соседних фильер (3) из числа четырех фильер (3), расположенных по окружности, с формированием тринадцатифильерной конструкции.

3. Индуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполнен с возможностью производить шестнадцать кремниевых прутков одновременно, при этом одна фильера (3) расположена посередине, другие пять фильер (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из пяти фильер (3), которые окружают среднюю фильеру (3), эти пять фильер (3) сообщаются непосредственно со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух соседних фильер (3) из числа пяти фильер (3), расположенных по окружности, с формированием шестнадцатифильерной конструкции.

4. Индуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполнен с возможностью производить девятнадцать кремниевых прутков одновременно, при этом одна фильера (3) расположена посередине, другие шесть фильер (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, эти шесть фильер (3), окружающих среднюю фильеру (3), дополнительно снабжены по периферии другими шестью фильерами (3) соответственно так, что средняя фильера (3) окружена другими фильерами (3) по двум окружностям, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из шести наиболее удаленных от середины фильер (3), которые окружают среднюю фильеру, эти наиболее удаленные от середины шесть фильер (3) сообщаются со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, которые проходят посередине других шести фильер (3), расположенных ближе к середине, формируя последовательные структуры фильер, направленные от середины к периферии, гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух последовательных структур фильер, а также имеются независимые фильеры (3), которые расположены соответственно между гантелеобразными элементами и шестью фильерами (3), окружающими среднюю фильеру и расположенными ближе к периферии, с формированием девятнадцатифильерной конструкции.

5. Индуктор по п.1 или 2, отличающийся тем, что выполнен с возможностью производить двадцать два кремниевых прутка одновременно, при этом одна фильера (3) расположена посередине, другие семь фильер (3) окружают среднюю фильеру (3), равноудалены от средней фильеры (3) и расположены по окружности равномерно, сквозная щель разряжения линий электрического тока (2), которая расположена между патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды А (5) и патрубком передачи электрического тока и подачи охлаждающей воды В (6), сообщается с одной из семи фильер (3), которые окружают среднюю фильеру, эти семь фильер (3) сообщаются со средней фильерой (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2) соответственно, а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми из двух соседних фильер (3) из числа семи фильер (3), расположенных по окружности, с формированием двадцатидвухфильерной конструкции.

6. Индуктор по п.1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью производить девятнадцать кремниевых прутков одновременно, при этом одна фильера (3) расположена посередине, другие шесть фильер (3) окружают среднюю фильеру (3) и расположены ближе к периферии от средней фильеры (3), эти шесть фильер (3) радиально сообщаются через среднюю фильеру (3) с помощью дополнительных сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), а гантелеобразные элементы, состоящие из пар фильер (3) и соединяющих их сквозных щелей разряжения линий электрического тока (2), расположены между каждыми фильерами (3), расположенными по периферии, с формированием девятнадцатифильерной конструкции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения профилированных монокристаллов кремния, на основе которых могут изготавливаться полупроводниковые приборы нового поколения.
Изобретение относится к области полупроводниковой электроники. .

Изобретение относится к металлургии и электронике, в частности к получению особо чистых материалов и сплавов на их основе. .

Изобретение относится к технике получения чистых веществ и обеспечивает повышение экономичности за счет снижения требований к точности изготовления контейнера. .

Изобретение относится к технологии получения высокочистых полупроводниковых материалов для электронной, электротехнической промышленности и солнечной энергетики. Один из вариантов получения кремниевых филаментов в виде прутков и/или подложек произвольного сечения из высокочистого кремния включает непрерывное литье кремния из расплава вниз на затравку через фильеру, расположенную между зоной расплава и индуктором в атмосфере кислорода, охлаждение получаемого филамента погружением в охлаждающую среду, при этом затравление осуществляют ниже плоскости фильеры, уровень охлаждающей среды устанавливают и поддерживают вблизи фронта кристаллизации, а фронт кристаллизации кремниевых прутков и/или подложек удерживают ниже плоскости фильеры на расстоянии от 0,5 до 20 мм. Техническим результатом является получение кремниевых филаментов, характеризующихся низким электрическим сопротивлением (от единиц и менее 1 Ом·см), которые поддаются разогреву при пропускании через них электрического тока промышленной частоты от источника низкого напряжения (менее 1000 В), при сохранении высокой скорости литья, а также стабильных пластических и геометрических характеристик готовой продукции. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх