[发明专利]一种直拉硅单晶炉的复投料装置

说明书

技术领域

    本发明涉及硅单晶炉配套设备，特别涉及一种直拉硅单晶炉的复投料装置。

背景技术

为了避免直拉硅单晶生产中的单次投料不足问题以及石英坩埚使用寿命短的问题，多种结构和材料的直拉复投料装置被发明并投入到生产中，目的是提供硅晶棒的成品率和石英坩埚的寿命，以达到提高产出和降低成本的目的。

目前国内市场上常见的硅单晶炉连续投料装置有三种：第一种是用石英做成的，但石英易碎、不耐用而且造价较高；第二种采用不锈钢为结构材料，底部由三片至六片不锈钢叶片及重锤的组合进行封底，叶片与料筒采用合页连接。但此种装置结构较为复杂，而且底部的合页结构容易在投料时被高温软化变形甚至脱落，使用性能不稳定；第三种采用压杆、操纵连杆、以及压杆滑轮、插板阀等作为控制结构，而且在使用中需在投料筒的底部用硅片来进行封底。不但结构复杂，需对设备进行改造，而且操作较为烦琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、耐用、操作简便且稳定性好的复投料装置。

为达到以上目的，本发明的复投料装置采用钢为结构材料，封底结构中不再使用钢叶片和重锤、硅片等封底，仅采用钢制的一个圆锥台进行封底。而控制结构则仅采用拉杆以及拉杆套管用于控制投料，这样比采用压杆、操纵连杆、以及压杆滑轮、插板阀等组成的复杂控制结构要简单很多。而且投料筒底部直径较小，这样可以使物料投放更加集中，从而避免投料时多晶料块掉到坩埚外部的情况。

本发明是通过这样的技术方案实现的：一种直拉硅单晶炉的复投料装置，其特征在于：所述装置由拉杆、拉杆套管、法兰、钢制投料筒、封底锥台、钼螺母和固定杆构成；所述投料筒上部外围焊接有钢制法兰；所述投料筒内部结构由活动部件和固定部件两个部分组成；

所述活动部件包括封底圆锥台和拉杆，拉杆下端头加工有螺纹，封底锥台中心加工有通孔，拉杆下端头穿过封底锥台中心孔，通过用钼螺母锁紧，封底锥台与拉杆紧固连接；

所述固定部件包括拉杆套管和固定，拉杆套管固定在固定杆上，固定杆固定在投料筒内壁上；

拉杆套在拉杆套管内，拉杆上下拉动封底锥台，由封底锥台封住投料筒底口；  

拉杆与拉杆套管滑动配合；

下部底部直径较小的锥形台。

本发明的复投料装置采用钢为结构材料，封底结构中不再使用钢叶片和重锤、硅片等封底，仅采用钢制的一个圆锥台进行封底。本复投料装置不但结构简单、耐用、操作简便而且使用时较为稳定。

附图说明

图1为复投装置的半剖图；

图2为复投装置的俯视图；

图3为复投装置进行投料过程1示意图；

图4为复投装置进行投料过程2示意图。

图中：拉杆1、拉杆套管2、法兰3、投料筒4、封底锥台5、钼螺母6、固定杆7上。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：

如图1、图2所示，装置由拉杆1、拉杆套管2、法兰3、钢制投料筒4、封底锥台(5)、钼螺母6、固定杆7构成；投料筒4上部外围焊接有钢制法兰3；投料筒4内部结构由活动部件和固定部件两个部分组成；

活动部件包括封底锥台5和拉杆1，拉杆1下端头加工有螺纹，封底锥台5中心加工有通孔，拉杆1下端头穿过封底锥台5中心孔，通过用钼螺母6锁紧，封底锥台5与拉杆1 紧固连接；

固定部件包括拉杆套管2和固定杆7，拉杆套管2固定在固定杆7上，固定杆7固定在投料筒4内壁上；

拉杆1套在拉杆套管2内，拉杆1上下拉动封底锥台5，由封底锥台5封住投料筒底口；  

拉杆1 与拉杆套管2滑动配合；

如图3、图4所示，化料过程完成后，由于块体硅料之间存在间隙，所以熔硅液面比石英坩埚口要低很多。此时将复投多晶料装入复投装置中，关闭翻板阀，进行充氩气步骤后，将副室炉门打开，将拉杆挂在钢丝绳上。关闭炉门进行置换，之后打开翻板阀，下降所述复投料装置至复投装置法兰与翻板阀口相接处后停止下降。

上升埚位至液面与复投料装置底部距离约约为15cm，之后下降夹头，这样封底锥台(5)在复投多晶料的重力作用下随夹头的下降而下降。下降约10cm后停止下降。随着封底锥台5的下降，投料筒4内的复投多晶料会滑落进入到硅熔体中，从而完成复投过程。

    通过复投，CG6000炉的Ф18"热场由投料量75kg上升至15kg，成品率得到了有效提高。