[发明专利]一种单晶硅片生产装置及方法

说明书

本发明公开了一种单晶硅片生产装置，它包括上料机构(1)、限位机构(2)、切割装置(3)和清洗装置(4)，上料机构(1)包括承载台(5)、水平油缸(6)和压板(7)，承载台(5)的顶部开设有半圆形凹槽(8)，水平油缸(6)平行于半圆形凹槽(8)且固定安装于承载台(5)的顶部，压板(7)固设于水平油缸(6)活塞杆上；限位机构(2)位于上料机构(1)的左侧，限位机构(2)包括平台(9)、导向套、顶杆和锁紧螺钉(12)，平台(9)与承载台(5)相对立设置，导向套(10)固设于平台(9)顶部，本发明的技术特点为：能够生产不同厚度单晶硅片、提高单晶硅片清洗质量、防止单晶硅片附着于切刀上、循环利用碱液。

技术领域

本发明涉及单晶硅片生产的技术领域，特别是一种单晶硅片生产装置及方法。

背景技术

单晶硅作为一种重要的半导体材料，具有良好的电学性能和热稳定性，自被人们发现和利用后很快替代其它半导体材料。硅材料因其具有耐高温和抗辐射性能较好，特别适用于制作大功率器件的特性而成为应用最多的一种半导体材料，集成电路半导体器件大多数硅材料制成的。在制造性能良好的硅单晶方法中，直拉法生长硅单晶具有设备和工艺相对简单、容易实现自动控制。直拉单晶硅棒从单晶炉中拉制出来以后需要进行一系列的工序，前期包括截断和清洗等工序；中期还需要将单晶硅棒进行滚磨、切片、清洗、倒角、研磨和再清洗等工；后期将硅片进行制绒、扩散、结晶和烧结等工序后才能制造成半导体器件或用于光伏发电的太阳能电池片。

其中截断是指通过直线上下往复式切刀对单晶硅棒进行切割，当切刀向上提升后，切成的单晶硅片随着切刀一同向上运动如图1所示，若切刀再次向下切单晶硅片，将导致附着在切刀上的单晶硅片碰撞到单晶硅棒上，单晶硅片如图1中打有剖面线的矩形框，进一步导致单晶硅片挤压变形。为了解决这一问题，工人关闭驱动切刀运动的机构，随后将附着于切刀上的单晶硅片手动拿下，这种操作方式，不仅增大了工人的劳动强度，同时每切一片都要停机，极大降低单晶硅片的生产效率。

此外在前期的清洗过程中，工人将单晶硅片倾倒于清洗槽中，通过清洗槽内的弱碱液洗掉单晶硅片表面上的油污和杂质，然而油污和杂质紧紧的附着于单晶硅片上，需要浸泡很长时间才能彻底清洗掉油污和杂质，存在清洗周期长，清洗效率低的缺陷，为后期的清洗带来了困难。

中国专利申请号为201710897669.9中公开了一种单晶硅切片生产用清洗装置，包括底座，所述底座的顶端外壁四角均焊接有L形结构的支撑架，所述支撑架的底端卡接有吸盘，所述底座的顶端外壁通过螺丝固定有箱体，且箱体的顶端为开口结构，所述箱体的顶部套接有封盖，所述封盖的顶部外壁焊接有安装箱，所述安装箱的底部内壁卡接有蓄电池，所述封盖的底部内壁通过螺丝固定有第二液压油缸，所述第二液压油缸的底端焊接有连接板，且连接板的底端通过螺丝固定有电机。本发明结构简单，整个设计使得单晶硅片的表面附着的一些粘接剂、有机物和硅粉可以快速被清理干净，使得物理和化学清洗方法同时进行，加快清洗的速度，提高工作效率。该专利虽然能够清除掉单晶硅片上的杂质，但是毛刷在清扫过程中，无疑会刮伤单晶硅片的表面，从而极大降低了单晶硅片的表面质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、能够生产不同厚度单晶硅片、提高单晶硅片清洗质量、防止单晶硅片附着于切刀上、循环利用碱液的单晶硅片生产装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种单晶硅片生产装置，它包括上料机构、限位机构、切割装置和清洗装置，所述上料机构包括承载台、水平油缸和压板，所述承载台的顶部开设有半圆形凹槽，水平油缸平行于半圆形凹槽且固定安装于承载台的顶部，压板固设于水平油缸活塞杆上；

所述限位机构位于上料机构的左侧，限位机构包括平台、导向套、顶杆和锁紧螺钉，平台与承载台相对立设置，导向套固设于平台顶部，顶杆滑动安装于导向套内，顶杆与半圆形凹槽的轴线同轴设置，锁紧螺钉螺纹连接于导向套的顶部，锁紧螺钉贯穿导向套且抵压于顶杆上；