[发明专利]空气喷射装置、液环真空泵及拉晶炉

说明书

本发明公开了一种空气喷射装置，包括相互连接的装置本体和扩压器，其中，装置本体的内部包括吸入室，装置本体的侧壁开设有用于供炉内气体进入吸入室的吸入口和用于供炉内气体排出吸入室的排出口；装置本体上还设置有用于供外界空气进入吸入室的进气管，进气管位于吸入室内的一端包括第一喷嘴；扩压器的一端连接排出口，另一端与液环真空泵连通；空气喷射装置还包括喷淋机构，喷淋机构设置在进气管的入口处。该空气喷射装置在外界空气的输入口增加喷淋机构，产生的雾化液体可以对堵塞位置产生撞击力，有效地改善堵塞状况，提高液环真空泵的抽气效能。另外，本发明还提供了基于该空气喷射装置的液环真空泵和拉晶炉。

技术领域

本发明涉及晶圆制造材料技术领域，更具体地，涉及一种空气喷射装置、一种液环真空泵及一种拉晶炉。

背景技术

随着单晶硅片在太阳能电池及半导体芯片的应用的不断发展和应用，硅棒的需求量越来越大。目前，硅棒通常采用拉晶炉拉制，俗称直拉法。直拉法是拉晶炉在真空的腔室内设有石英坩埚，将经过处理的高纯多晶硅料或次品硅(单晶硅和多晶硅头尾料)装入石英坩埚内，并向拉晶炉内充入保护性气体，加热至1500℃使硅料熔化，然后将籽晶夹头中的籽晶降下与多晶硅熔液充分接触，且籽晶严格定向，并以一定的速度旋转提升，在晶核诱导下从熔体上被缓缓提拉出来。在拉晶过程中，硅熔液会产生挥发性烟气，主要包括硅氧化物(SiO和少量的SiO₂，呈黄色烟尘状)和杂质挥发物。这些粉尘颗粒必须及时由真空泵抽吸出拉晶炉，否则气体中的灰尘粒子就会飘浮在单晶生长界面周围，从而直接影响硅棒的品质。

在半导体级重掺红磷的拉晶工艺中，因掺杂物为红磷，其产生的氧化物易燃，在狭小空间易发生尘爆，需使用液环真空泵及时抽出拉晶炉内的烟尘，且该液环真空泵内通常加装有空气喷射器(Air Ejector)，用以实现排气功能。然而，重掺拉晶工艺产生的氧化物过多，当拉晶时间过长时，所产生的氧化物和烟尘极易附着于空气喷射器中管径最小的位置处，产生堵塞的问题，导致炉腔内压力上升，无法控制到需求的压力值，从而影响拉制工艺品质。

在实际应用中，为改善拉制时间过久出现的堵塞问题，通常会扩大管径，以达到预留更多的管径余量。然而扩大管径会导致液环真空泵抽气效能降低，抽低压的能力下降，且需采用更大排气量的液环真空泵，从而影响经济效能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种空气喷射装置、一种液环真空泵及一种拉晶炉。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明的一个方面提供了一种用于液环真空泵的空气喷射装置，包括相互连接的装置本体和扩压器，其中，

所述装置本体的内部包括吸入室，所述装置本体的侧壁开设有用于供炉内气体进入所述吸入室的吸入口和用于供炉内气体排出所述吸入室的排出口；所述装置本体上还设置有用于供外界空气进入吸入室的进气管，所述进气管位于吸入室内的一端包括第一喷嘴；所述扩压器的一端连接所述排出口，另一端与所述液环真空泵连通；

所述空气喷射装置还包括喷淋机构，所述喷淋机构设置在所述进气管的入口处，用于向所述进气管喷射雾化液体。

在本发明的一个实施例中，所述喷淋机构包括供液管以及连接至所述供液管的第二喷嘴，其中，所述供液管外接至供液设备，所述第二喷嘴朝向所述进气管的入口设置。

在本发明的一个实施例中，所述供液管的供液速度为2-3L/min。

在本发明的一个实施例中，所述喷淋机构还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述第二喷嘴的打开和关闭。

在本发明的一个实施例中，所述控制单元包括开关、第一时间继电器、第二时间继电器和电磁阀，其中，所述开关、所述第二时间继电器的通电延时断开触点以及所述第一时间继电器的线圈串联在直流电源的正负极之间；所述第一时间继电器的通电延时闭合触点和所述电磁阀的线圈串联在所述直流电源的正负极之间；所述第二时间继电器的线圈并联在所述电磁阀的线圈之间。