一種連續(xù)加料器的制造方法
【專利摘要】本實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。本實用新型所述連續(xù)加料器既能確保其強度，又能確保向石英坩堝添加的硅料的純度。
【專利說明】
一種連續(xù)加料器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實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]半導體硅單晶一般采用切克勞斯基法(簡稱直拉法)制造。該方法具體為，將多晶硅裝進石英坩禍內(nèi)，使其加熱熔化，然后通過等溫、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)過程中，在不改變熱場的基礎(chǔ)上使用連續(xù)加料器進行連續(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
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[0004]隨著技術(shù)的創(chuàng)新，連續(xù)加料器的功能越來越先進，為確保其強度，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)加料的過程中會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)加料器進行連續(xù)加料的過程中，如何既能確保連續(xù)加料器的強度，又能確保向石英坩禍添加的硅料的純度，是本行業(yè)亟待解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(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]解決本實用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]本實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)弧弓形的兩個子部，所述連續(xù)加料器還包括兩個鉸接件，每個子部均對應(yīng)一個鉸接件，且每個子部均通過對應(yīng)的鉸接件與所述外層筒狀件連接。
[0011]優(yōu)選地，每個子部的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個優(yōu)弧弓形的凹槽，每個優(yōu)弧弓形的凹槽內(nèi)均嵌入一個優(yōu)弧弓形的單晶硅塊，且每個優(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，所述兩個子部的相對的側(cè)面之間的間距為4?6mm。
[0013]優(yōu)選地，所述連續(xù)加料器還包括一個鉸接件，所述外層筒狀件與所述底部通過所述鉸接件連接。
[0014]優(yōu)選地，所述底部內(nèi)側(cè)設(shè)置的凹槽為圓形凹槽，其中嵌入一個圓形的單晶硅塊，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)動機構(gòu)，用于驅(qū)動所述底部開合。
[0016]優(yōu)選地，所述兩個子部分別為第一子部和第二子部，
[0017]所述驅(qū)動機構(gòu)包括升降子機構(gòu)和兩個動作子機構(gòu)，所述升降子機構(gòu)分別與所述兩個動作子機構(gòu)連接，用于控制二者升降，所述兩個動作子機構(gòu)位于所述外層筒狀件的兩側(cè)，且相對設(shè)置，
[0018]每個動作子機構(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內(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內(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，可實現(xiàn)對其中容置的硅料的防護，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)，因此能夠確保其強度(即，在外力作用下抵抗破壞的能力)。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型實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 —升降子機構(gòu)；7 —動作子機構(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。
【具體實施方式】
[0028]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0029]本實施例提供一種連續(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合的圓形底部3，從而形成一個具有空腔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)當理解的是，在本實用新型中，術(shù)語“內(nèi)側(cè)”是指朝向所述空腔A的一側(cè)，術(shù)語“外側(cè)”是指遠離所述空腔A的一側(cè)，術(shù)語“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)，因而能夠確保其強度。
[0032]本實施例中，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，對凹槽的數(shù)量及其在底部內(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內(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，以進一步確保向石英坩禍添加的硅料的純度。進一步地，所述內(nèi)層筒狀件和嵌入所述底部內(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，以進一步確保所述連續(xù)加料器的強度。
[0036]本實施例中，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)動機構(gòu)，其用于驅(qū)動所述底部開合。
[0037]作為本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，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 (詳見圖3)，所述連續(xù)加料器還包括兩個鉸接件5，第一子部31和第二子部32分別對應(yīng)一個鉸接件5，且第一子部31和第二子部32分別通過對應(yīng)的鉸接件5與外層筒狀件I連接(詳見圖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)閉的過程中以及關(guān)閉后，第一子部31和第二子部32不會發(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條形頂端組成，每個優(yōu)弧弓形的凹槽內(nèi)均嵌入一個優(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)動機構(gòu)，如圖1所示，所述驅(qū)動機構(gòu)包括升降子機構(gòu)6和兩個動作子機構(gòu)7，升降子機構(gòu)6分別與兩個動作子機構(gòu)7連接，用于控制二者升降，兩個動作子機構(gòu)7位于外層筒狀件I的兩側(cè)，且相對設(shè)置。
[0040]如圖1所示，每個動作子機構(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。當升降子機構(gòu)6帶動第一桿狀件71和連接件74下降時，第二桿狀件72以其與連接件74鉸接的一端為中心順時針擺動，第三桿狀件73以其與連接件74鉸接的一端為中心逆時針擺動，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，則容置于所述空腔A內(nèi)的硅料掉落到石英坩禍中；當升降子機構(gòu)6帶動第一桿狀件71和連接件74上升時，第二桿狀件72以其與連接件74鉸接的一端為中心逆時針擺動，第三桿狀件73以其與連接件74鉸接的一端為中心順時針擺動，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]作為本實用新型的一種可選實施方式(圖中未示出)，所述底部內(nèi)側(cè)只設(shè)置一個凹槽，且該凹槽為圓形凹槽，其中嵌入一個圓形的單晶硅塊，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)加料器只包括一個鉸接件，外層筒狀件與所述底部通過鉸接件連接，所述底部在驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下打開或閉合，以使容置于所述空腔A內(nèi)的硅料掉落到石英坩禍中。
[0042]本實用新型所述連續(xù)加料器在操作過程中需注意:
[0043](I)在連續(xù)加料器傾斜45度的情況下進行裝料作業(yè)，以便于裝料，以及減少裝料時對內(nèi)層筒狀件和底部的沖擊；
[0044](2) 二次加料時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，本實用新型所述連續(xù)加料器能夠?qū)崿F(xiàn)對硅料的實時防護，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，減少摻雜進硅料中的其他雜質(zhì)，提高單晶硅棒的品質(zhì)，同時延長連續(xù)加料器的使用壽命。
[0046]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
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)弧弓形的兩個子部，所述連續(xù)加料器還包括兩個鉸接件，每個子部均對應(yīng)一個鉸接件，且每個子部均通過對應(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，每個子部的內(nèi)側(cè)均設(shè)置有一個優(yōu)弧弓形的凹槽，每個優(yōu)弧弓形的凹槽內(nèi)均嵌入一個優(yōu)弧弓形的單晶硅塊，且每個優(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，所述兩個子部的相對的側(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)加料器還包括一個鉸接件，所述外層筒狀件與所述底部通過所述鉸接件連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)加料器，其特征在于，所述底部內(nèi)側(cè)設(shè)置的凹槽為圓形凹槽，其中嵌入一個圓形的單晶硅塊，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)動機構(gòu)，用于驅(qū)動所述底部開合。9.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項所述的連續(xù)加料器，其特征在于， 所述兩個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)動機構(gòu)，所述驅(qū)動機構(gòu)包括升降子機構(gòu)和兩個動作子機構(gòu)，所述升降子機構(gòu)分別與所述兩個動作子機構(gòu)連接，用于控制二者升降，所述兩個動作子機構(gòu)位于所述外層筒狀件的兩側(cè)，且相對設(shè)置， 每個動作子機構(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內(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內(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】C30B29/06GK205420601SQ201520639712
【公開日】2016年8月3日
【申請日】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
【申請人】特變電工新疆新能源股份有限公司