用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置、方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置、方法。上述加料裝置具有加料筒，加料筒具有相對設置的進料端以及出料端，加料筒的側壁上設有第一氣孔，第一氣孔具有進氣口以及出氣口，第一氣孔用于自加料筒的外部向加料筒的內部吹送氣體，第一氣孔的出氣口的出氣方向偏向進料端。加料時，自加料筒的進料端加入硅料，在加入硅料的同時，通過第一氣孔向加料筒的內部吹送氣體，形成朝向進料端的氣流。氣流將納米級或微米級細小料及時從加料筒的進料端排出，從而避免細小料隨著復投過程而進入單晶熱場內，而導致污染熱場、降低晶棒品質的問題。使用上述加料裝置進行加料，能夠提高引放成活率以及整棒率，減少斷線率。減少斷線率。減少斷線率。

【技術實現步驟摘要】
用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置、方法


[0001]本專利技術涉及單晶硅制造
，特別是涉及一種用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置、多次加料直拉單晶工藝中添加硅料的方法。

技術介紹

[0002]目前在多次加料直拉單晶工藝(RCZ)中，一個坩堝需要使用400小時左右，會產出10根左右的單晶硅棒。每產出一根單晶硅棒后，都需要復投硅料至坩堝中，待硅料熔化后再拉制下一根單晶硅棒。其中復投工序是指將5～15袋(10公斤/袋)硅料倒入加料筒內，通過加料筒將硅料投入單晶爐內的坩堝中。其中，加料筒一般為石英筒，是高度在2000mm左右，內徑在300mm的石英材質筒狀結構。
[0003]硅料主要是使用5～70mm的硅塊料。行業中，復投塊狀硅料大都是由西門子法棒狀硅或單晶邊皮等規則循環料破碎而來，破碎后的塊狀硅料不規則，有較多尖銳角，在生產或運輸過程中，會相互碰撞或摩擦，從而產生一定的細小料。細小料的尺寸在1mm以下，包含納米級和微米級的硅粉或小顆粒。復投硅料尺寸越小，摩擦面積越大，則產生的細小料越多。另外，成袋硅料在倒入石英筒時，由于重力作用，硅料會相互撞擊，硅料也會與石英筒壁相互撞擊，該過程中也會產生細小料，其中包含石英筒內壁被硅料碰撞而脫落的石英渣。而這些細小料如果不經過處理直接復投進入單晶設備的話，部分細小料(如硅粉)會黏附在單晶熱場材料上面，在高溫條件下容易生成碳化硅或其它雜質，因爐內氣流和設備振動，會導致雜質脫落。如果雜質脫落至硅液中，則引起硅液雜質濃度上升，引放困難。如果在等徑過程中掉入硅液中，會直接引起斷線。另外細小料中的石英渣進入硅液后，會導致硅液中氧含量上升，進而導致單晶棒的氧含量上升，降低單晶品質。綜上所述，細小料是一種對直拉單晶不友好的硅料，需要去除。
[0004]傳統的去除細小料的方法主要是在石英筒上沿放置一根吸管，在倒入硅料時吸管對筒內空氣形成一定的抽力，從而將部分納米級的細小料抽走。但是，由于受到抽力、吸管與硅粉物理距離等因素的限制，該方法只能抽走一小部分細小料。另外也有采用過篩的方法，即在硅料倒入石英筒之前，經過一個帶有篩孔的平面或坡面，從而將1mm以下或3mm以下的細小料篩選掉，但這種方法一方面增加裝料動作，另一方面并不能除去硅料下落至石英筒內過程中產生的細小料。另外，部分納米級的硅粉附著在塊料上，并不能通過篩孔除去。

技術實現思路

[0005]基于此，有必要提供一種用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置、多次加料直拉單晶工藝中添加硅料的方法，以解決RCZ工藝中添加硅料時引入細小料導致單晶品質降低的問題。
[0006]本專利技術的其中一個目的是提供一種用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置，方案如下：
[0007]一種用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置，具有加料筒，所述加料筒具有相對
設置的進料端以及出料端；
[0008]所述加料筒的側壁上設有第一氣孔，所述第一氣孔具有進氣口以及出氣口，所述進氣口位于所述加料筒的外壁，所述出氣口位于所述加料筒的內壁，所述第一氣孔用于自所述加料筒的外部向所述加料筒的內部吹送氣體，所述第一氣孔的出氣口的出氣方向偏向所述進料端；和/或，所述加料裝置還包括連接桿以及底錐機構，所述連接桿穿設于所述加料筒，所述連接桿具有相對設置的第一端及第二端，所述第一端用于連接于單晶爐的重錘裝置，所述底錐機構具有錐面端，所述連接桿的第二端連接于所述錐面端的頂部，所述加料筒的出料端抵接于所述底錐機構的錐面端，所述加料筒的內壁、所述錐面端和所述連接桿之間形成供物料存放的存料空間，所述底錐機構設有第二氣孔，所述第二氣孔貫穿所述底錐機構，所述第二氣孔的出氣口位于所述錐面端，且所述第二氣孔的出氣口的出氣方向朝向所述進料端。
[0009]與現有方案相比，上述用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置具有以下有益效果：
[0010]上述加料裝置應用于用于多次加料直拉單晶工藝中，加料時，自加料筒的進料端加入硅料，在加入硅料的同時，通過第一氣孔和/或第二氣孔向加料筒的內部吹送氣體，形成朝向進料端的氣流。氣流將納米級或微米級細小料及時從加料筒的進料端排出，乃至1mm左右尺寸的硅料也可以被氣流帶走排出加料筒，從而避免細小料隨著復投過程而進入單晶熱場內，而導致污染熱場、降低晶棒品質的問題。使用上述加料裝置進行加料，能夠提高多次加料直拉單晶工藝的引放成活率以及整棒率，減少斷線率。
[0011]在其中一個實施例中，所述第一氣孔包括第一氣道以及第二氣道，所述第一氣道具有所述進氣口，所述第二氣道具有所述出氣口，所述第一氣道和所述第二氣道連通，所述第一氣道和所述第二氣道呈夾角設置，構成V字型結構。
[0012]在其中一個實施例中，所述第一氣道和所述第二氣道的夾角為30
°
～150
°
。
[0013]在其中一個實施例中，所述第一氣孔的數量有多個。
[0014]在其中一個實施例中，所述第一氣孔分為多組，多組所述第一氣孔分布在與所述進料端不同距離的多個區域上，各組所述第一氣孔沿所述加料筒的周向分布。
[0015]在其中一個實施例中，所述第一氣孔分為2組～6組。
[0016]在其中一個實施例中，每組所述第一氣孔的數量有2個～6個。
[0017]在其中一個實施例中，所述第一氣孔的孔徑為5mm～20mm。
[0018]在其中一個實施例中，所述加料筒為石英材質。
[0019]在其中一個實施例中，所述加料裝置還包括第一吹氣機構，所述第一吹氣機構連通于所述第一氣孔的進氣口，以用于通過所述第一氣孔向所述加料筒內吹送氣體。
[0020]本專利技術的另一個目的是提供一種多次加料直拉單晶工藝中添加硅料的方法，方案如下：
[0021]一種多次加料直拉單晶工藝中添加硅料的方法，包括以下步驟：
[0022]使用加料裝置進行加料，所述加料裝置具有加料筒，所述加料筒具有相對設置的進料端以及出料端，自所述加料筒的進料端加入硅料，在加入硅料的同時，從所述加料筒中向所述進料端吹送氣體。
[0023]與現有方案相比，上述多次加料直拉單晶工藝中添加硅料的方法具有以下有益效
果：
[0024]上述多次加料直拉單晶工藝中添加硅料的方法，自加料筒的進料端加入硅料，在加入硅料的同時，從加料筒中向進料端吹送氣體，氣流將納米級或微米級的細小料及時從加料筒的進料端排出，乃至1mm左右尺寸的硅料也可以被氣流帶走排出加料筒，從而避免細小料隨著復投過程而進入單晶熱場內，而導致污染熱場、降低晶棒品質的問題。采用該方法，能夠提高多次加料直拉單晶工藝的引放成活率以及整棒率，減少斷線率。
[0025]在其中一個實施例中，所述氣體為壓縮空氣。
[0026]在其中一個實施例中，所述氣體為氬氣、氮氣中的一種或多種。
附圖說明
[0027]圖1為本專利技術一實施例的多次加料直拉單晶工藝的加料裝置的結構示意圖；
[0028]圖2為圖1所示加料裝置的剖面圖；
[0029]圖3為圖2的局部放大本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置，其特征在于，具有加料筒，所述加料筒具有相對設置的進料端以及出料端；所述加料筒的側壁上設有第一氣孔，所述第一氣孔具有進氣口以及出氣口，所述進氣口位于所述加料筒的外壁，所述出氣口位于所述加料筒的內壁，所述第一氣孔用于自所述加料筒的外部向所述加料筒的內部吹送氣體，所述第一氣孔的出氣口的出氣方向偏向所述進料端；和/或，所述加料裝置還包括連接桿以及底錐機構，所述連接桿穿設于所述加料筒，所述連接桿具有相對設置的第一端及第二端，所述第一端用于連接于單晶爐的重錘裝置，所述底錐機構具有錐面端，所述連接桿的第二端連接于所述錐面端的頂部，所述加料筒的出料端抵接于所述底錐機構的錐面端，所述加料筒的內壁、所述錐面端和所述連接桿之間形成供物料存放的存料空間，所述底錐機構設有第二氣孔，所述第二氣孔貫穿所述底錐機構，所述第二氣孔的出氣口位于所述錐面端，且所述第二氣孔的出氣口的出氣方向朝向所述進料端。2.如權利要求1所述的用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置，其特征在于，所述第一氣孔包括第一氣道以及第二氣道，所述第一氣道具有所述進氣口，所述第二氣道具有所述出氣口，所述第一氣道和所述第二氣道連通，所述第一氣道和所述第二氣道呈夾角設置，構成V字型結構。3.如權利要求2所述的用于多次加料直拉單晶工藝的加料裝置，其特征在于，所述第一氣道和所述第二氣道...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪晨，張華利，周聲浪，宋亞飛，趙玉兵，周潔，
申請(專利權)人：江蘇協鑫硅材料科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：