[發明專利]一種直拉硅單晶爐的復投料裝置

無效

• 申請號: 201010607220.2
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102011177A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 康冬輝;姚勇;徐強;張雪囡;李建弘;王林;張煥新;沈浩平
• 申請（專利權）人: 天津市環歐半導體材料技術有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 天津中環專利商標代理有限公司 12105
• 代理人: 莫琪

技術領域

????本發明涉及硅單晶爐配套設備，特別涉及一種直拉硅單晶爐的復投料裝置。

背景技術

為了避免直拉硅單晶生產中的單次投料不足問題以及石英坩堝使用壽命短的問題，多種結構和材料的直拉復投料裝置被發明并投入到生產中，目的是提供硅晶棒的成品率和石英坩堝的壽命，以達到提高產出和降低成本的目的。

目前國內市場上常見的硅單晶爐連續投料裝置有三種：第一種是用石英做成的，但石英易碎、不耐用而且造價較高；第二種采用不銹鋼為結構材料，底部由三片至六片不銹鋼葉片及重錘的組合進行封底，葉片與料筒采用合頁連接。但此種裝置結構較為復雜，而且底部的合頁結構容易在投料時被高溫軟化變形甚至脫落，使用性能不穩定；第三種采用壓桿、操縱連桿、以及壓桿滑輪、插板閥等作為控制結構，而且在使用中需在投料筒的底部用硅片來進行封底。不但結構復雜，需對設備進行改造，而且操作較為煩瑣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、耐用、操作簡便且穩定性好的復投料裝置。

為達到以上目的，本發明的復投料裝置采用鋼為結構材料，封底結構中不再使用鋼葉片和重錘、硅片等封底，僅采用鋼制的一個圓錐臺進行封底。而控制結構則僅采用拉桿以及拉桿套管用于控制投料，這樣比采用壓桿、操縱連桿、以及壓桿滑輪、插板閥等組成的復雜控制結構要簡單很多。而且投料筒底部直徑較小，這樣可以使物料投放更加集中，從而避免投料時多晶料塊掉到坩堝外部的情況。

本發明是通過這樣的技術方案實現的：一種直拉硅單晶爐的復投料裝置，其特征在于：所述裝置由拉桿、拉桿套管、法蘭、鋼制投料筒、封底錐臺、鉬螺母和固定桿構成；所述投料筒上部外圍焊接有鋼制法蘭；所述投料筒內部結構由活動部件和固定部件兩個部分組成；

所述活動部件包括封底圓錐臺和拉桿，拉桿下端頭加工有螺紋，封底錐臺中心加工有通孔，拉桿下端頭穿過封底錐臺中心孔，通過用鉬螺母鎖緊，封底錐臺與拉桿緊固連接；

所述固定部件包括拉桿套管和固定，拉桿套管固定在固定桿上，固定桿固定在投料筒內壁上；

拉桿套在拉桿套管內，拉桿上下拉動封底錐臺，由封底錐臺封住投料筒底口；??

拉桿與拉桿套管滑動配合；

下部底部直徑較小的錐形臺。

本發明的復投料裝置采用鋼為結構材料，封底結構中不再使用鋼葉片和重錘、硅片等封底，僅采用鋼制的一個圓錐臺進行封底。本復投料裝置不但結構簡單、耐用、操作簡便而且使用時較為穩定。

附圖說明

圖1為復投裝置的半剖圖；

圖2為復投裝置的俯視圖；

圖3為復投裝置進行投料過程1示意圖；

圖4為復投裝置進行投料過程2示意圖。

圖中：拉桿1、拉桿套管2、法蘭3、投料筒4、封底錐臺5、鉬螺母6、固定桿7上。

具體實施方式

為了更清楚的理解本發明，結合附圖和實施例詳細描述本發明：

如圖1、圖2所示，裝置由拉桿1、拉桿套管2、法蘭3、鋼制投料筒4、封底錐臺(5)、鉬螺母6、固定桿7構成；投料筒4上部外圍焊接有鋼制法蘭3；投料筒4內部結構由活動部件和固定部件兩個部分組成；

活動部件包括封底錐臺5和拉桿1，拉桿1下端頭加工有螺紋，封底錐臺5中心加工有通孔，拉桿1下端頭穿過封底錐臺5中心孔，通過用鉬螺母6鎖緊，封底錐臺5與拉桿1?緊固連接；

固定部件包括拉桿套管2和固定桿7，拉桿套管2固定在固定桿7上，固定桿7固定在投料筒4內壁上；

拉桿1套在拉桿套管2內，拉桿1上下拉動封底錐臺5，由封底錐臺5封住投料筒底口；??

拉桿1?與拉桿套管2滑動配合；

如圖3、圖4所示，化料過程完成后，由于塊體硅料之間存在間隙，所以熔硅液面比石英坩堝口要低很多。此時將復投多晶料裝入復投裝置中，關閉翻板閥，進行充氬氣步驟后，將副室爐門打開，將拉桿掛在鋼絲繩上。關閉爐門進行置換，之后打開翻板閥，下降所述復投料裝置至復投裝置法蘭與翻板閥口相接處后停止下降。

上升堝位至液面與復投料裝置底部距離約約為15cm，之后下降夾頭，這樣封底錐臺(5)在復投多晶料的重力作用下隨夾頭的下降而下降。下降約10cm后停止下降。隨著封底錐臺5的下降，投料筒4內的復投多晶料會滑落進入到硅熔體中，從而完成復投過程。

????通過復投，CG6000爐的Ф18"熱場由投料量75kg上升至15kg，成品率得到了有效提高。