一種連續(xù)加料器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供一種連續(xù)加料器，其包括中空的外層筒狀件、設(shè)置于所述外層筒狀件之內(nèi)的中空的內(nèi)層筒狀件，以及設(shè)置于所述外層筒狀件和所述內(nèi)層筒狀件底端的可開(kāi)合的圓形底部，其中，所述內(nèi)層筒狀件采用單晶硅材料制成。本實(shí)用新型所述連續(xù)加料器既能確保其強(qiáng)度，又能確保向石英坩堝添加的硅料的純度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種連續(xù)加料器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及單晶硅生產(chǎn)制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)加料器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體硅單晶一般采用切克勞斯基法(簡(jiǎn)稱(chēng)直拉法)制造。該方法具體為，將多晶硅裝進(jìn)石英坩禍內(nèi)，使其加熱熔化，然后通過(guò)等溫、引晶、放肩、轉(zhuǎn)肩、等徑、收尾等一系列工序完成一支或多支單晶硅棒的拉制。
[0003]在單晶硅的生產(chǎn)過(guò)程中，在不改變熱場(chǎng)的基礎(chǔ)上使用連續(xù)加料器進(jìn)行連續(xù)加料(即，連續(xù)向石英坩禍內(nèi)添加硅料)是各單位增加產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本所采用的主要手段之
O
[0004]隨著技術(shù)的創(chuàng)新，連續(xù)加料器的功能越來(lái)越先進(jìn)，為確保其強(qiáng)度，現(xiàn)有連續(xù)加料器一般采用不銹鋼制成，但是不銹鋼材質(zhì)的連續(xù)加料器在連續(xù)加料的過(guò)程中會(huì)不可避免地引入雜質(zhì)(主要為金屬雜質(zhì))，從而直接影響拉制而成的單晶硅棒的品質(zhì)。
[0005]因此，在使用連續(xù)加料器進(jìn)行連續(xù)加料的過(guò)程中，如何既能確保連續(xù)加料器的強(qiáng)度，又能確保向石英坩禍添加的硅料的純度，是本行業(yè)亟待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種既能確保其強(qiáng)度，又能確保向石英坩禍添加的硅料的純度的連續(xù)加料器。
[0007]解決本實(shí)用新型技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]本實(shí)用新型提供一種連續(xù)加料器，其包括中空的外層筒狀件、設(shè)置于所述外層筒狀件之內(nèi)的中空的內(nèi)層筒狀件，以及設(shè)置于所述外層筒狀件和所述內(nèi)層筒狀件底端的可開(kāi)合的圓形底部，其中，所述內(nèi)層筒狀件采用單晶硅材料制成。
[0009]優(yōu)選地，所述底部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凹槽，所述凹槽中嵌有單晶硅塊。
[0010]優(yōu)選地，所述底部包括形狀相同，均為優(yōu)弧弓形的兩個(gè)子部，所述連續(xù)加料器還包括兩個(gè)鉸接件，每個(gè)子部均對(duì)應(yīng)一個(gè)鉸接件，且每個(gè)子部均通過(guò)對(duì)應(yīng)的鉸接件與所述外層筒狀件連接。
[0011]優(yōu)選地，每個(gè)子部的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽，每個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽內(nèi)均嵌入一個(gè)優(yōu)弧弓形的單晶硅塊，且每個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽的直徑均大于或等于所述內(nèi)層筒狀件的內(nèi)徑。
[0012]優(yōu)選地，所述兩個(gè)子部的相對(duì)的側(cè)面之間的間距為4?6mm。
[0013]優(yōu)選地，所述連續(xù)加料器還包括一個(gè)鉸接件，所述外層筒狀件與所述底部通過(guò)所述鉸接件連接。
[0014]優(yōu)選地，所述底部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置的凹槽為圓形凹槽，其中嵌入一個(gè)圓形的單晶硅塊，且所述圓形凹槽的直徑大于或等于所述內(nèi)層筒狀件的內(nèi)徑。
[0015]優(yōu)選地，所述連續(xù)加料器還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述底部開(kāi)合。
[0016]優(yōu)選地，所述兩個(gè)子部分別為第一子部和第二子部，
[0017]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括升降子機(jī)構(gòu)和兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)，所述升降子機(jī)構(gòu)分別與所述兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)連接，用于控制二者升降，所述兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)位于所述外層筒狀件的兩側(cè)，且相對(duì)設(shè)置，
[0018]每個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)均包括第一桿狀件、第二桿狀件、第三桿狀件和連接件，所述第一桿狀件的一端與所述升降子機(jī)構(gòu)連接，另一端與所述連接件連接，所述第二桿狀件的一端與所述連接件鉸接，另一端與第一子部的外側(cè)圓弧面上靠近第二子部的位置處鉸接，所述第三桿狀件的一端與所述連接件鉸接，另一端與第二子部的外側(cè)圓弧面上靠近第一子部的位置處鉸接。
[0019]優(yōu)選地，所述內(nèi)層筒狀件的厚度為5?7mm ;所述底部的厚度為I?2cm ;所述外層筒狀件的內(nèi)徑等于所述內(nèi)層筒狀件的外徑；所述外層筒狀件與所述內(nèi)層筒狀件等高且兩端平齊設(shè)置。
[0020]優(yōu)選地，所述內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部?jī)?nèi)側(cè)凹槽中的單晶硅塊的電阻率均與待生產(chǎn)的單晶硅棒的電阻率一致；所述外層筒狀件和所述底部采用不銹鋼材料制成。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部?jī)?nèi)側(cè)凹槽中的單晶硅塊均由單晶硅棒加工而成。
[0022]有益效果:
[0023]本實(shí)用新型所述連續(xù)加料器的內(nèi)側(cè)采用單晶硅材料制成，可實(shí)現(xiàn)對(duì)其中容置的硅料的防護(hù)，避免硅料與其他材質(zhì)(例如不銹鋼)的接觸，從而避免污染硅料，進(jìn)而提高拉制而成的單晶硅棒的品質(zhì)。此外，由于所述連續(xù)加料器采用外層筒狀件套裝內(nèi)層筒狀件的雙層結(jié)構(gòu)，因此能夠確保其強(qiáng)度(即，在外力作用下抵抗破壞的能力)。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種連續(xù)加料器的主視示意圖；
[0025]圖2為圖1的縱向剖視圖；以及
[0026]圖3為圖1中底部的俯視不意圖。
[0027]圖中:1 一外層筒狀件；2 —內(nèi)層筒狀件；3 —底部；31 —第一子部；32 —第二子部；4 一單晶娃塊；5 —鉸接件；6 —升降子機(jī)構(gòu)；7 —?jiǎng)幼髯訖C(jī)構(gòu)；71 —第一桿狀件；72 —第二桿狀件；73 —第三桿狀件；74 —連接件；A —空腔。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0029]本實(shí)施例提供一種連續(xù)加料器，如圖1所示，所述連續(xù)加料器包括中空的外層筒狀件1、設(shè)置于外層筒狀件之內(nèi)的中空的內(nèi)層筒狀件2，以及設(shè)置于外層筒狀件和內(nèi)層筒狀件底端的可開(kāi)合的圓形底部3，從而形成一個(gè)具有空腔A的筒形結(jié)構(gòu)，所述空腔A用于容置硅料，其中，內(nèi)層筒狀件I采用單晶硅材料制成。
[0030]應(yīng)當(dāng)理解的是，在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)側(cè)”是指朝向所述空腔A的一側(cè)，術(shù)語(yǔ)“外側(cè)”是指遠(yuǎn)離所述空腔A的一側(cè)，術(shù)語(yǔ)“底”指的是圖1和圖2中的下方，“頂”指的是圖I和圖2中的上方。
[0031]由于所述連續(xù)加料器的內(nèi)層筒狀件采用單晶硅材料制成，因此，在連續(xù)加料的過(guò)程中，能夠盡量避免引入其他雜質(zhì)，在一定程度上確保向石英坩禍添加的硅料的純度。此夕卜，由于所述連續(xù)加料器采用外層筒狀件套裝內(nèi)層筒狀件的雙層結(jié)構(gòu)，因而能夠確保其強(qiáng)度。
[0032]本實(shí)施例中，內(nèi)層筒狀件2的厚度可以為5?7mm。所述底部3的厚度可以為I?2cm0
[0033]優(yōu)選地，外層筒狀件I的內(nèi)徑等于內(nèi)層筒狀件2的外徑，以使二者緊配合，不易脫落。外層筒狀件I與內(nèi)層筒狀件2等高且兩端平齊設(shè)置，以便于加工。
[0034]為了進(jìn)一步避免引入其他雜質(zhì)，所述底部的內(nèi)側(cè)還設(shè)置有凹槽，所述凹槽中嵌有單晶硅塊。此處，對(duì)凹槽的數(shù)量及其在底部?jī)?nèi)側(cè)的具體位置不做限定。
[0035]優(yōu)選地，內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部?jī)?nèi)側(cè)凹槽中的單晶硅塊的電阻率均與待生產(chǎn)的單晶硅棒的電阻率一致，以進(jìn)一步確保向石英坩禍添加的硅料的純度。進(jìn)一步地，所述內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部?jī)?nèi)側(cè)凹槽中的單晶硅塊均由單晶硅棒加工而成，以保證向石英坩禍添加的硅料具有六個(gè)九的純度。此外，所述外層筒狀件和所述底部采用不銹鋼材料制成，以進(jìn)一步確保所述連續(xù)加料器的強(qiáng)度。
[0036]本實(shí)施例中，為了節(jié)省人力，保證生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效率，所述連續(xù)加料器還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于驅(qū)動(dòng)所述底部開(kāi)合。
[0037]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，如圖1-3所示，所述底部3包括形狀相同，均為優(yōu)弧弓形(由弦及其所對(duì)的弧組成的圖形，且所述弧小于半圓，優(yōu)弧弓形的面積等于扇形面積與三角形面積的差，換言之，優(yōu)弧弓形的面積小于半圓的面積)的第一子部31和第二子部32 (詳見(jiàn)圖3)，所述連續(xù)加料器還包括兩個(gè)鉸接件5，第一子部31和第二子部32分別對(duì)應(yīng)一個(gè)鉸接件5，且第一子部31和第二子部32分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的鉸接件5與外層筒狀件I連接(詳見(jiàn)圖1和圖2)。由于第一子部31和第二子部32均為優(yōu)弧弓形，故所述底部3關(guān)閉的過(guò)程中以及關(guān)閉后，第一子部31和第二子部32不會(huì)發(fā)生干涉。優(yōu)選地，所述底部3關(guān)閉后，第一子部31和第二子部32的相對(duì)的側(cè)面之間的間距為4?6_。
[0038]如圖3所示，第一子部31和第二子部32的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽，以使得第一子部31和第二子部32的頂端由弧形頂端和長(zhǎng)條形頂端組成，每個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽內(nèi)均嵌入一個(gè)優(yōu)弧弓形的單晶硅塊4。如圖2所示，第一子部31和第二子部32內(nèi)側(cè)設(shè)置的優(yōu)弧弓形的凹槽的直徑均大于或等于內(nèi)層筒狀件I的內(nèi)徑，以避免所述空腔A內(nèi)容置的硅料觸碰到所述第一子部31和第二子部32的弧形頂端。
[0039]所述連續(xù)加料器還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如圖1所示，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括升降子機(jī)構(gòu)6和兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)7，升降子機(jī)構(gòu)6分別與兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)7連接，用于控制二者升降，兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)7位于外層筒狀件I的兩側(cè)，且相對(duì)設(shè)置。
[0040]如圖1所示，每個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)7均包括第一桿狀件71、第二桿狀件72、第三桿狀件73和連接件74，第一桿狀件71的一端與升降子機(jī)構(gòu)6連接，另一端與連接件74連接，第二桿狀件72的一端與連接件74鉸接，另一端與第一子部31的外側(cè)圓弧面上靠近第二子部32的位置處鉸接，第三桿狀件73的一端與連接件74鉸接，另一端與第二子部32的外側(cè)圓弧面上靠近第一子部31的位置處鉸接。當(dāng)升降子機(jī)構(gòu)6帶動(dòng)第一桿狀件71和連接件74下降時(shí)，第二桿狀件72以其與連接件74鉸接的一端為中心順時(shí)針擺動(dòng)，第三桿狀件73以其與連接件74鉸接的一端為中心逆時(shí)針擺動(dòng)，以使得第二桿狀件72和第三桿狀件73的夾角逐漸變大，且第二桿狀件72與第一子部31的底面之間的夾角，以及第三桿狀件73與第二子部32的底面之間的夾角逐漸變小，從而使第一子部31和第二子部32打開(kāi)，則容置于所述空腔A內(nèi)的硅料掉落到石英坩禍中；當(dāng)升降子機(jī)構(gòu)6帶動(dòng)第一桿狀件71和連接件74上升時(shí)，第二桿狀件72以其與連接件74鉸接的一端為中心逆時(shí)針擺動(dòng)，第三桿狀件73以其與連接件74鉸接的一端為中心順時(shí)針擺動(dòng)，以使得第二桿狀件72和第三桿狀件73的夾角逐漸變小，且第二桿狀件72與第一子部31的底面之間的夾角，以及第三桿狀件73與第二子部32的底面之間的夾角逐漸變大，從而使第一子部31和第二子部32閉合。
[0041]作為本實(shí)用新型的一種可選實(shí)施方式(圖中未示出)，所述底部?jī)?nèi)側(cè)只設(shè)置一個(gè)凹槽，且該凹槽為圓形凹槽，其中嵌入一個(gè)圓形的單晶硅塊，所述圓形凹槽的直徑大于或等于內(nèi)層筒狀件的內(nèi)徑，以避免所述空腔A內(nèi)容置的硅料觸碰到所述底部的頂端。所述連續(xù)加料器只包括一個(gè)鉸接件，外層筒狀件與所述底部通過(guò)鉸接件連接，所述底部在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下打開(kāi)或閉合，以使容置于所述空腔A內(nèi)的硅料掉落到石英坩禍中。
[0042]本實(shí)用新型所述連續(xù)加料器在操作過(guò)程中需注意:
[0043](I)在連續(xù)加料器傾斜45度的情況下進(jìn)行裝料作業(yè)，以便于裝料，以及減少裝料時(shí)對(duì)內(nèi)層筒狀件和底部的沖擊；
[0044](2) 二次加料時(shí)避免大塊硅料直接砸在內(nèi)層筒狀件上，以防止內(nèi)層筒狀件碎裂；
[0045]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述連續(xù)加料器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)硅料的實(shí)時(shí)防護(hù)，避免硅料與金屬材質(zhì)(現(xiàn)有加料器一般采用不銹鋼制成)直接接觸，減少摻雜進(jìn)硅料中的其他雜質(zhì)，提高單晶硅棒的品質(zhì)，同時(shí)延長(zhǎng)連續(xù)加料器的使用壽命。
[0046]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說(shuō)明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)加料器，其特征在于，所述連續(xù)加料器包括中空的外層筒狀件、設(shè)置于所述外層筒狀件之內(nèi)的中空的內(nèi)層筒狀件，以及設(shè)置于所述外層筒狀件和所述內(nèi)層筒狀件底端的可開(kāi)合的圓形底部，其中，所述內(nèi)層筒狀件采用單晶硅材料制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述底部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有凹槽，所述凹槽中嵌有單晶娃塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述底部包括形狀相同，均為優(yōu)弧弓形的兩個(gè)子部，所述連續(xù)加料器還包括兩個(gè)鉸接件，每個(gè)子部均對(duì)應(yīng)一個(gè)鉸接件，且每個(gè)子部均通過(guò)對(duì)應(yīng)的鉸接件與所述外層筒狀件連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)加料器，其特征在于，每個(gè)子部的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽，每個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽內(nèi)均嵌入一個(gè)優(yōu)弧弓形的單晶硅塊，且每個(gè)優(yōu)弧弓形的凹槽的直徑均大于或等于所述內(nèi)層筒狀件的內(nèi)徑。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述兩個(gè)子部的相對(duì)的側(cè)面之間的間距為4?6_。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述連續(xù)加料器還包括一個(gè)鉸接件，所述外層筒狀件與所述底部通過(guò)所述鉸接件連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述底部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置的凹槽為圓形凹槽，其中嵌入一個(gè)圓形的單晶硅塊，且所述圓形凹槽的直徑大于或等于所述內(nèi)層筒狀件的內(nèi)徑。8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述連續(xù)加料器還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述底部開(kāi)合。9.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的連續(xù)加料器，其特征在于， 所述兩個(gè)子部分別為第一子部和第二子部， 所述連續(xù)加料器還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括升降子機(jī)構(gòu)和兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)，所述升降子機(jī)構(gòu)分別與所述兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)連接，用于控制二者升降，所述兩個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)位于所述外層筒狀件的兩側(cè)，且相對(duì)設(shè)置， 每個(gè)動(dòng)作子機(jī)構(gòu)均包括第一桿狀件、第二桿狀件、第三桿狀件和連接件，所述第一桿狀件的一端與所述升降子機(jī)構(gòu)連接，另一端與所述連接件連接，所述第二桿狀件的一端與所述連接件鉸接，另一端與第一子部的外側(cè)圓弧面上靠近第二子部的位置處鉸接，所述第三桿狀件的一端與所述連接件鉸接，另一端與第二子部的外側(cè)圓弧面上靠近第一子部的位置處鉸接。10.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述內(nèi)層筒狀件的厚度為5?7mm ;所述底部的厚度為I?2cm ;所述外層筒狀件的內(nèi)徑等于所述內(nèi)層筒狀件的外徑；所述外層筒狀件與所述內(nèi)層筒狀件等高且兩端平齊設(shè)置。11.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部?jī)?nèi)側(cè)凹槽中的單晶硅塊的電阻率均與待生產(chǎn)的單晶硅棒的電阻率一致；所述外層筒狀件和所述底部采用不銹鋼材料制成。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部?jī)?nèi)側(cè)凹槽中的單晶硅塊均由單晶硅棒加工而成。
【文檔編號(hào)】C30B29/06GK205420601SQ201520639712
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日
【發(fā)明人】王保勝, 何紫平, 孫喜良, 蘇金玉, 馬衛(wèi)康, 翟勝濤, 戰(zhàn)永強(qiáng)
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