[实用新型]一种硅单晶炉连续投料装置及设有该装置的硅单晶炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及硅单晶炉配套设备，具体的说是一种硅单晶炉连续投料装置及设有该装置的硅单晶炉。

背景技术

硅单晶炉目前是采用减压拉晶工艺而进行工作的，在硅单晶拉制过程中，连续等速地向单晶炉膛内通入高纯氩气，同时机械泵不断地从炉膛向外抽气，保持炉膛内压强稳定在1333Pa左右，这种工艺既有真空工艺的特点——炉膛内保持负压，又有流动气氛工艺的特点——不断充气，不断排气。由于单晶炉内的温度高达1420℃，又必须在氩气保护下拉晶，所以如何提高拉晶的产量和成品率对于节省耗品和节约能量有重大的实用价值。如能在不开炉的条件下，利用同一只石英坩埚，通过连续投料的方式向石英坩埚内再投入又一炉的硅料，然后再拉制出又一根单晶棒就可以达到以上目的，但是这种辅助配套装置必须具备如下条件：首先能容纳一定体积的硅料，具有一定的硬度不易被硅料磨损；其次在硅单晶炉的高温状态下不能被熔化，保证投料时的原料安全；第三，在投料时硅料在合适的距离落入液面，而不会引起硅熔液的溅出。

目前国内市场上常见的硅单晶炉连续投料装置有两种，一种是用石英玻璃做成的，其存在以下缺陷：第一、造价成本高、制造工艺复杂；第二、石英玻璃易破碎，使用寿命短；第三、其料筒的下端开口结构复杂，操作麻烦，有时会因为不能打开下端开口而导致连续投料失败。另一种是用不锈钢做成的，其料筒的下底是由三瓣不锈钢叶片组成，叶片与料筒壁的边缘以合页连接，三瓣叶片的中心点用一立杆连接以保持底面处于关闭状态。当松开立杆时，三瓣叶片向下打开，硅料从中落下。其存在极大的安全隐患：第一、在高温下固定三瓣叶片的合页容易出现变形，造成三瓣叶片打开不全，使硅料不能完全落下；有时合页变形会导致三瓣叶片脱开与料筒壁的连接，落入熔硅中致使一坩埚的硅料报废；第二、为了做到三瓣叶片的最低点离开熔硅液面有一定的安全距离，必须抬高料筒的高度，致使硅料离开熔硅液面过高，经常导致在连续投料时熔硅溅出液面，而造成硅料的流失和石墨件的损坏；第三、硅料在料筒中由于堆积的因素，经常出现硅料卡住而不能落下，而用插板阀去敲打料筒，有时造成立杆落入坩埚中，造成严重的缺失。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种硅单晶炉连续投料装置及设有该装置的硅单晶炉，结构简单，能够在不开炉的条件下，连续向石英坩埚内投料，使得硅单晶炉产量和成品率增高，降低能耗和成本。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种硅单晶炉连续投料装置，其特征在于：包括由圆柱形的顶部钢筒、圆柱形的中部钢筒和倒置的锥台形的底部钢筒三部分组成的料筒7，顶部钢筒的直径比中部钢筒大，顶部钢筒的底边设有向内延伸的凸台8，凸台8的内侧和中部钢筒的顶边相连，中部钢筒的底边和底部钢筒的顶边相连，底部钢筒的底边内翻并卡设一硅片6，压杆外套筒4两端通过上下扁钢片9、10固设在料筒7内，压杆外套筒4内设有可在压杆外套筒4内上下移动的压杆5，压杆5的上端设有压杆滑轮3，通过销轴11设置在上扁钢片9上的操纵连杆2的一端和压杆滑轮3的外表面抵接，另一端和操纵机构滑轮1连接。

在上述技术方案的基础上，料筒7、压杆外套筒4、上下扁钢片9、10、压杆5、压杆滑轮3、销轴11、操纵连杆2和操纵机构滑轮1的材质为316不锈钢。

在上述技术方案的基础上，硅片6为硅单晶棒或多晶棒切成的薄片。

一种设有连续投料装置的硅单晶炉，其特征在于：包括硅单晶炉主室22，硅单晶炉主室22的上部设有硅单晶炉副室21，硅单晶炉连续投料装置设置在硅单晶炉副室21内，所说的硅单晶炉连续投料装置包括由圆柱形的顶部钢筒、圆柱形的中部钢筒和倒置的锥台形的底部钢筒三部分组成的料筒7，顶部钢筒的直径比中部钢筒大，顶部钢筒的底边设有向内延伸的凸台8，凸台8的内侧和中部钢筒的顶边相连，中部钢筒的底边和底部钢筒的顶边相连，底部钢筒的底边内翻并卡设一硅片6，压杆外套筒4两端通过上、下扁钢片9、10固设在料筒7内，压杆外套筒4内设有可在压杆外套筒4内上下移动的压杆5，压杆5的上端设有压杆滑轮3，通过销轴11设置在上扁钢片9上的操纵连杆2的一端和压杆滑轮3的外表面抵接，另一端和操纵机构滑轮1连接；硅单晶炉副室21和硅单晶炉主室22的连接处设有和凸台8适配的定位销12，硅单晶炉副室21的侧壁上设有和操纵机构滑轮1适配的插板阀13。

在上述技术方案的基础上，料筒7、压杆外套筒4、上下扁钢片9、10、压杆5、压杆滑轮3、销轴11、操纵连杆2和操纵机构滑轮1的材质为316不锈钢。