本實用新型涉及到直拉法生產(chǎn)硅單晶領(lǐng)域的單晶爐，具體的說是一種單晶爐用二次加料器。

背景技術(shù)：

單晶爐是硅單晶生長的重要設(shè)備，單晶爐內(nèi)的石英坩堝用來盛放多晶，在多晶中加入一定量的摻雜劑，通過熔化、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑生長、收尾等過程就能生產(chǎn)出符合顧客要求的產(chǎn)品。由于雜質(zhì)的分凝效應(yīng)，單晶棒從頭到尾電阻率是不一致的，分布在一定范圍內(nèi)。隨著集成電路技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，顧客特定規(guī)格的電阻率范圍要求越來越窄，為了提高單晶收率、降低石英坩堝的使用成本，二次加料技術(shù)應(yīng)運而生。通過計算在單晶生長到某個位置，電阻率將要超出控制范圍時收尾取出，然后通過二次加料改變?nèi)垠w雜質(zhì)濃度再次拉制，這樣可實現(xiàn)一個石英坩堝拉制多支符合電阻率要求的晶錠。

現(xiàn)行的加料器在使用中存在一些缺陷：

1多采用純石英或純鉬材料、形狀上呈圓柱形，在使用中容易損傷或引起金屬沾污；

2在帶熱屏的封閉熱場中圓柱形的加料器若直徑較粗通過熱屏下口時容易阻擋視線，影響液位判斷，容易引發(fā)事故；直徑太細時裝料量受限，效率低下；

3加料筒下端口沒有導(dǎo)流設(shè)計，加料開始時在重力作用下的粒狀硅將直接沖擊到熔硅中容易引起熔體涌滾或濺硅，會毀壞熱屏、引起碳沾污或影響后續(xù)拉晶。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有的加料器在加料時粒狀硅直接沖擊到熔硅中引起熔體涌滾或濺硅、從而毀壞熱屏、引起碳沾污或影響后續(xù)拉晶的問題，本實用新型提供了一種單晶爐用二次加料器，該加料器能夠提高單晶產(chǎn)品收率、降低石英坩堝單耗，適合封閉熱場使用。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種單晶爐用二次加料器，包括加料筒和導(dǎo)流碗，其中，加料筒的頂部設(shè)置有帶中心環(huán)的定位支撐橫桿，環(huán)繞加料筒底部的內(nèi)壁設(shè)置有錐臺形定位環(huán)，且錐臺形定位環(huán)內(nèi)壁的直徑由上至下逐漸增大，加料筒的中軸處設(shè)置有貫穿加料筒軸線方向的連桿，連桿的上部穿出中心環(huán)后設(shè)置有鎖閉孔和與籽晶卡頭連接的連接卡槽，底部設(shè)置有外部形狀與錐臺形定位環(huán)內(nèi)壁配合的導(dǎo)流塊，以使連桿通過穿設(shè)在鎖閉孔中的定位銷架設(shè)在中心環(huán)的上邊緣時，導(dǎo)流塊與錐臺形定位環(huán)緊密配合；

在加料筒外壁的頂部和底部分別設(shè)置有與單晶爐脖子配合的擋圈和與導(dǎo)流碗配合的環(huán)形卡扣，環(huán)形卡扣上分布有若干扣槽，所述導(dǎo)流碗為上部直徑大于下部直徑的圓臺狀空筒，其上部的外壁上設(shè)置有固定環(huán)，固定環(huán)上分布有與環(huán)形卡扣上的扣槽相配合的卡塊，導(dǎo)流碗底部設(shè)置有指示環(huán)。

所述扣槽和卡塊均為三個。

所述指示環(huán)經(jīng)磨砂處理，且其中軸線與導(dǎo)流碗的中軸線平行，以使指示環(huán)的底面形成向?qū)Я魍胪鈧?cè)水平延伸的指示平面。

所述導(dǎo)流碗、卡塊和指示環(huán)均采用石英制成。

本實用新型中，加料筒外徑比單晶爐脖子內(nèi)徑小20mm，加料筒上的擋圈可以是3個均勻分布的檔把，檔把比單晶爐脖子內(nèi)徑大20mm，定位支撐橫桿位于加料筒上部，中心環(huán)位于定位支撐橫桿的中心位置并與加料筒同心；指示環(huán)的寬度為10mm，磨砂的作用是便于判斷導(dǎo)流碗與液面的距離。

有益效果：本實用新型所述的二次加料器，在使用時，上提連桿使錐臺型定位環(huán)與導(dǎo)流塊緊密結(jié)合，此時鎖閉孔剛好處于中心環(huán)上端面處，將銷釘插入鎖閉孔對連桿進行定位，再將粒狀硅或碎多晶從加料器上端裝入加料筒中；當(dāng)需要二次加料時，將加料筒通過連桿上的連接卡槽與上軸的籽晶卡頭連接，將加料筒懸掛在上軸上，然后將導(dǎo)流碗與加料筒連接，連接方法為：將導(dǎo)流碗的卡塊穿過加料筒底部卡扣之間的空檔，套在加料筒的外側(cè)，然后旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流碗，使卡塊與卡扣上的扣槽對應(yīng)，然后下降導(dǎo)流碗，卡塊落入扣槽內(nèi)，然后拔掉銷釘，上升上軸將加料器提升至單晶爐副爐室內(nèi)；當(dāng)具備二次加料條件時，下降上軸使加料器下降，當(dāng)加料器的擋圈與單晶爐脖子接觸后，加料器停止下降，繼續(xù)點動下降上軸，導(dǎo)流塊向下移動，與錐臺型定位環(huán)之間出現(xiàn)縫隙，粒狀硅或碎多晶從縫隙中均勻漏下并沿導(dǎo)流碗進入熔體，加料過程中通過觀察指示環(huán)與液面之間的距離，調(diào)整液面位置；此時通過操作上軸的上下運動可調(diào)整縫隙的寬度，從而控制加料速度，加料結(jié)束后，提升上軸將加料器提到副爐室，取出加料器，即完成二次加料工作。本實用新型適合封閉熱場使用、操作簡單，安全高效，能夠很好的解決現(xiàn)行加料器在使用中存在一些缺陷。

附圖說明

圖1為本實用新型加料筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型加料筒的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型環(huán)形卡扣的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型導(dǎo)流碗的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型卡塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型安裝在單晶爐內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記：1、連接卡槽，2、鎖閉孔，3、擋圈，4、連桿，5、加料筒，6、錐臺形定位環(huán)，7、環(huán)形卡扣，8、導(dǎo)流塊，9、扣槽，10、定位支撐橫桿，11、中心環(huán)，12、導(dǎo)流碗，13、卡塊，14、指示環(huán)，15、籽晶卡頭，16、單晶爐脖子，17、粒狀硅或碎多晶，18、液面，19、熔體。

具體實施方式

如圖所示，一種單晶爐用二次加料器，包括加料筒5和導(dǎo)流碗12，其中，加料筒5的頂部設(shè)置有帶中心環(huán)11的定位支撐橫桿10，環(huán)繞加料筒5底部的內(nèi)壁設(shè)置有錐臺形定位環(huán)6，且錐臺形定位環(huán)6內(nèi)壁的直徑由上至下逐漸增大，加料筒5的中軸處設(shè)置有貫穿加料筒5軸線方向的連桿4，連桿4的上部穿出中心環(huán)11后設(shè)置有鎖閉孔2和與籽晶卡頭15連接的連接卡槽1，底部設(shè)置有外部形狀與錐臺形定位環(huán)6內(nèi)壁配合的導(dǎo)流塊8，以使連桿4通過穿設(shè)在鎖閉孔2中的定位銷架設(shè)在中心環(huán)11的上邊緣時，導(dǎo)流塊8與錐臺形定位環(huán)6緊密配合；

在加料筒5外壁的頂部和底部分別設(shè)置有與單晶爐脖子16配合的擋圈3和與導(dǎo)流碗12配合的環(huán)形卡扣7，環(huán)形卡扣7上分布有若干扣槽9，所述導(dǎo)流碗12為上部直徑大于下部直徑的圓臺狀空筒，其上部的外壁上設(shè)置有固定環(huán)，固定環(huán)上分布有與環(huán)形卡扣7上的扣槽9相配合的卡塊13，導(dǎo)流碗12底部設(shè)置有指示環(huán)14。

以上為本實用新型的基本實施方式，可在以上基礎(chǔ)上做進一步的限定、優(yōu)化和改進：

如，所述扣槽9和卡塊13均為三個；

又如，所述指示環(huán)14經(jīng)磨砂處理，且其中軸線與導(dǎo)流碗12的中軸線平行，以使指示環(huán)14的底面形成向?qū)Я魍?2外側(cè)水平延伸的指示平面；

再如，所述導(dǎo)流碗12、卡塊13和指示環(huán)14均采用石英制成，加料筒5用鉬制成；

最后，本實用新型的擋圈3也可以替換成至少三個的檔把。

本實用新型在使用時，上提連桿4使錐臺型定位環(huán)6與導(dǎo)流塊8緊密結(jié)合，此時鎖閉孔2剛好處于中心環(huán)11上端面處，將銷釘插入鎖閉孔2對連桿4進行定位，再將粒狀硅或碎多晶17從加料器上端裝入加料筒5中。當(dāng)需要二次加料時，將加料筒5通過連桿4上的連接卡槽1與籽晶卡頭15連接，將加料筒5懸掛在上軸上。然后將導(dǎo)流碗12與加料筒5連接，連接方法為：將導(dǎo)流碗12的固定環(huán)穿過加料筒5底部3個環(huán)形卡扣7之間的空檔，套在加料筒5的外側(cè)，然后旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流碗12，使固定環(huán)上的卡塊13與環(huán)形卡扣7上的扣槽9對應(yīng)，然后下降導(dǎo)流碗12，卡塊13落入扣槽9內(nèi)。然后拔掉銷釘，上升上軸將加料器提升至單晶爐副爐室內(nèi)。當(dāng)具備二次加料條件時，下降上軸使加料器下降，當(dāng)加料器擋圈3與單晶爐脖子16接觸后，加料器停止下降，繼續(xù)點動下降上軸，導(dǎo)流塊8向下移動，與錐臺型定位環(huán)6之間出現(xiàn)縫隙，粒狀硅或碎多晶17從縫隙中均勻漏下并沿導(dǎo)流碗12進入熔體19。加料過程中通過觀察指示環(huán)14與液面18之間的距離，調(diào)整坩堝位置，避免出現(xiàn)事故。此時通過操作上軸的上下運動可調(diào)整導(dǎo)流塊8與錐臺型定位環(huán)6之間縫隙的寬度，從而控制加料速度。加料結(jié)束后，提升上軸將加料器提到副爐室，取出加料器，即完成二次加料工作。