[發明專利]一種單晶硅生長爐的加料器

在審

• 申請號: 201610461028.4
• 申請日: 2016-06-23
• 公開（公告）號: CN107541770A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 周小勇
• 申請（專利權）人: 揚州合晶科技有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 趙秀斌

技術領域

本發明涉及單晶硅制備技術領域，尤其涉及一種單晶硅生長爐的加料器。

背景技術

單晶硅制備方法主要有直拉法和區熔法，直拉法制備工藝中又有一種CZ單晶生長工藝，在CZ單晶生長工藝制備單晶硅的設備中，需要用到單晶硅生長爐。單晶硅生長爐包括石英坩堝。當制備時，先將坩堝放置于熱場中，再將硅原料裝滿坩堝，然后直接對坩堝中的熔融的硅原料進行抽空、化料、引晶、放肩、等徑等CZ單晶生產步驟。

目前的CZ單晶生產工藝中，石英坩堝是拉制單晶硅的消耗性器皿，每生產一爐單晶硅就要用掉一只石英坩堝。由于硅原料多為不規則形狀(塊狀、粒狀和片狀等)，各種形狀的硅原料在坩堝中堆放時，會產生很大的空隙，此外，硅元素固體形態的密度小于其液體形態的密度，這樣當硅原料完全融化時，坩堝中的液面都不到坩堝總容量的三分之二，使得每次燒爐時所能制備的單晶硅產量比較低，導致生產成本居高不下。

因此，希望一種單晶硅生長爐的加料器來解決上述缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以在生產過程中不斷向坩堝中加原料的單晶硅生長爐的加料器。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種單晶硅生長爐的加料器，包括加料管和長桿，所述加料管的下端設有投料口并置于所述生長爐中，所述加料管內部軸線位置處具有供所述長桿上下運動的通管，所述加料管在所述投料口的上方具有向內收縮的頸部，所述長桿的下端具有一錐體狀的閉口部，所述閉口部置于所述頸部與所述投料口之間并可隨所述長桿的上下伸縮與所述頸部卡接或分離。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：

可選地，所述通管通過多個支撐桿支撐固定在所述加料管的內壁處。

進一步，所述支撐桿的數量為三個，所述三個支撐桿在同一水平面且均勻分布在所述通管的外圍。

可選地，所述加料管的上端向外延伸設有卡接部，所述長桿的靠近上端處設有與所述長桿的軸線相互垂直的橫桿。

可選地，所述橫桿的長度大于所述加料管的外徑。

可選地，所述閉口部的最大直徑大于所述頸部的最小直徑。

可選地，所述閉口部所在的水平面在所述投料口所在的水平面的上方。

可選地，所述長桿的上端連接有圓盤，所述圓盤通過機械運動以帶動所述長桿進行上下運動。

可選地，所述加料管和所述閉口部采用石英材料，所述長桿采用鉬鋼材料。

本發明的有益效果：

1.本發明可以在單晶硅的生產過程中，不斷向坩堝中加入硅原料以增加單次開爐的總投料量，從而可以大大降低生產成本；

2.本發明通過長桿的上下運動可以實現閉口部與頸部的卡接與分離，從而可以控制向坩堝中投料的量，進而實現整個生產過程中單晶硅產量的控制；

3.本發明的加料器與單晶硅原料直接接觸的部分均采用石英材料，避免了單晶硅原料的污染。

附圖說明

圖1是本發明實施例的單晶硅生長爐的加料器的主視圖；

圖2是圖1所示單晶硅生長爐的加料器的加料管的俯視圖；

圖3是圖1所示單晶硅生長爐的加料器的加料管的主視圖；

圖4是圖1所示單晶硅生長爐的加料器的長桿的主視圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本 發明，并非用于限定本發明的范圍。

圖1是本發明實施例的單晶硅生長爐的加料器的主視圖。參見圖1，本發明提供了一種單晶硅生長爐的加料器，包括加料管1和長桿2，所述加料管1的下端設有投料口3并置于所述生長爐(圖中未示出)中，所述加料管1內部軸線位置處具有供所述長桿2上下運動的通管4，所述加料管1在所述投料口3的上方具有向內收縮的頸部5，所述長桿2的下端具有一錐體狀的閉口部6，所述閉口部6置于所述頸部5與所述投料口3之間并可隨所述長桿2的上下運動與所述頸部5卡接或分離。

在單晶硅生長的過程中，硅原料從所述加料管1的上端由所述加料管1的內壁與所述通管4的外壁之間的空腔進入到加料管1中。當長桿2下端的閉口部6向下運動到靠近投料口3的位置時，閉口部6與頸部5之間形成空腔供硅原料通過，硅原料到達投料口3從而進入到坩堝中。若不需要再向坩堝中投料，只需使長桿2下端的閉口部6向上運動到遠離投料口3的位置，直至閉口部6與頸部5之間卡接從而可以阻止硅原料通過。

本發明可以在單晶硅的生產過程中，不斷向坩堝中加入硅原料以增加單次開爐的總投料量，從而可以大大降低生產成本。