一种单晶炉用二次加料器制造技术

一种单晶炉用二次加料器，包括加料筒和导流碗，加料筒包括底部的锥台型定位环和导流块、加料筒底部外侧的卡扣、加料筒上部外侧的挡圈、加料筒上部的定位支撑横杆、中心环和连杆，连杆上端有用于和籽晶卡头连接的连接卡槽；导流碗包括：导流碗上部的卡块和下端面磨砂处理的指示环。本实用新型专利技术通过下降上轴带动连杆和导流块移动，使其与锥台型定位环之间出现缝隙，粒状硅或碎多晶从缝隙中均匀漏下并沿导流碗进入熔体，加料过程中通过观察指示环与液面之间的距离，调整液面位置；此时通过操作上轴的上下运动可调整缝隙的宽度，从而控制加料速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到直拉法生产硅单晶领域的单晶炉，具体的说是一种单晶炉用二次加料器。
技术介绍
单晶炉是硅单晶生长的重要设备，单晶炉内的石英坩埚用来盛放多晶，在多晶中加入一定量的掺杂剂，通过熔化、引晶、放肩、转肩、等径生长、收尾等过程就能生产出符合顾客要求的产品。由于杂质的分凝效应，单晶棒从头到尾电阻率是不一致的，分布在一定范围内。随着集成电路技术和应用的发展，顾客特定规格的电阻率范围要求越来越窄，为了提高单晶收率、降低石英坩埚的使用成本，二次加料技术应运而生。通过计算在单晶生长到某个位置，电阻率将要超出控制范围时收尾取出，然后通过二次加料改变熔体杂质浓度再次拉制，这样可实现一个石英坩埚拉制多支符合电阻率要求的晶锭。现行的加料器在使用中存在一些缺陷：1多采用纯石英或纯钼材料、形状上呈圆柱形，在使用中容易损伤或引起金属沾污；2在带热屏的封闭热场中圆柱形的加料器若直径较粗通过热屏下口时容易阻挡视线，影响液位判断，容易引发事故；直径太细时装料量受限，效率低下；3加料筒下端口没有导流设计，加料开始时在重力作用下的粒状硅将直接冲击到熔硅中容易引起熔体涌滚或溅硅，会毁坏热屏、引起碳沾污或影响后续拉晶。
技术实现思路
为解决现有的加料器在加料时粒状硅直接冲击到熔硅中引起熔体涌滚或溅硅、从而毁坏热屏、引起碳沾污或影响后续拉晶的问题，本技术提供了一种单晶炉用二次加料器，该加料器能够提高单晶产品收率、降低石英坩埚单耗，适合封闭热场使用。 本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种单晶炉用二次加料器，包括加料筒和导流碗，其中，加料筒的顶部设置有带中心环的定位支撑横杆，环绕加料筒底部的内壁设置有锥台形定位环，且锥台形定位环内壁的直径由上至下逐渐增大，加料筒的中轴处设置有贯穿加料筒轴线方向的连杆，连杆的上部穿出中心环后设置有锁闭孔和与籽晶卡头连接的连接卡槽，底部设置有外部形状与锥台形定位环内壁配合的导流块，以使连杆通过穿设在锁闭孔中的定位销架设在中心环的上边缘时，导流块与锥台形定位环紧密配合；在加料筒外壁的顶部和底部分别设置有与单晶炉脖子配合的挡圈和与导流碗配合的环形卡扣，环形卡扣上分布有若干扣槽，所述导流碗为上部直径大于下部直径的圆台状空筒，其上部的外壁上设置有固定环，固定环上分布有与环形卡扣上的扣槽相配合的卡块，导流碗底部设置有指示环。 所述扣槽和卡块均为三个。 所述指示环经磨砂处理，且其中轴线与导流碗的中轴线平行，以使指示环的底面形成向导流碗外侧水平延伸的指示平面。所述导流碗、卡块和指示环均采用石英制成。本技术中，加料筒外径比单晶炉脖子内径小20mm，加料筒上的挡圈可以是3个均匀分布的档把，档把比单晶炉脖子内径大20mm，定位支撑横杆位于加料筒上部，中心环位于定位支撑横杆的中心位置并与加料筒同心；指示环的宽度为10mm，磨砂的作用是便于判断导流碗与液面的距离。有益效果：本技术所述的二次加料器，在使用时，上提连杆使锥台型定位环与导流块紧密结合，此时锁闭孔刚好处于中心环上端面处，将销钉插入锁闭孔对连杆进行定位，再将粒状硅或碎多晶从加料器上端装入加料筒中；当需要二次加料时，将加料筒通过连杆上的连接卡槽与上轴的籽晶卡头连接，将加料筒悬挂在上轴上，然后将导流碗与加料筒连接，连接方法为：将导流碗的卡块穿过加料筒底部卡扣之间的空档，套在加料筒的外侧，然后旋转导流碗，使卡块与卡扣上的扣槽对应，然后下降导流碗，卡块落入扣槽内，然后拔掉销钉，上升上轴将加料器提升至单晶炉副炉室内；当具备二次加料条件时，下降上轴使加料器下降，当加料器的挡圈与单晶炉脖子接触后，加料器停止下降，继续点动下降上轴，导流块向下移动，与锥台型定位环之间出现缝隙，粒状硅或碎多晶从缝隙中均匀漏下并沿导流碗进入熔体，加料过程中通过观察指示环与液面之间的距离，调整液面位置；此时通过操作上轴的上下运动可调整缝隙的宽度，从而控制加料速度，加料结束后，提升上轴将加料器提到副炉室，取出加料器，即完成二次加料工作。本技术适合封闭热场使用、操作简单，安全高效，能够很好的解决现行加料器在使用中存在一些缺陷。附图说明图1为本技术加料筒的结构示意图；图2为本技术加料筒的俯视结构示意图；图3为本技术环形卡扣的结构示意图；图4为本技术导流碗的结构示意图；图5为本技术卡块的结构示意图；图6为本技术安装在单晶炉内的结构示意图；附图标记：1、连接卡槽，2、锁闭孔，3、挡圈，4、连杆，5、加料筒，6、锥台形定位环，7、环形卡扣，8、导流块，9、扣槽，10、定位支撑横杆，11、中心环，12、导流碗，13、卡块，14、指示环，15、籽晶卡头，16、单晶炉脖子，17、粒状硅或碎多晶，18、液面，19、熔体。具体实施方式 如图所示，一种单晶炉用二次加料器，包括加料筒5和导流碗12，其中，加料筒5的顶部设置有带中心环11的定位支撑横杆10，环绕加料筒5底部的内壁设置有锥台形定位环6，且锥台形定位环6内壁的直径由上至下逐渐增大，加料筒5的中轴处设置有贯穿加料筒5轴线方向的连杆4，连杆4的上部穿出中心环11后设置有锁闭孔2和与籽晶卡头15连接的连接卡槽1，底部设置有外部形状与锥台形定位环6内壁配合的导流块8，以使连杆4通过穿设在锁闭孔2中的定位销架设在中心环11的上边缘时，导流块8与锥台形定位环6紧密配合；在加料筒5外壁的顶部和底部分别设置有与单晶炉脖子16配合的挡圈3和与导流碗12配合的环形卡扣7，环形卡扣7上分布有若干扣槽9，所述导流碗12为上部直径大于下部直径的圆台状空筒，其上部的外壁上设置有固定环，固定环上分布有与环形卡扣7上的扣槽9相配合的卡块13，导流碗12底部设置有指示环14。以上为本技术的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的限定、优化和改进：如，所述扣槽9和卡块13均为三个； 又如，所述指示环14经磨砂处理，且其中轴线与导流碗12的中轴线平行，以使指示环14的底面形成向导流碗12外侧水平延伸的指示平面；再如，所述导流碗12、卡块13和指示环14均采用石英制成，加料筒5用钼制成；最后，本技术的挡圈3也可以替换成至少三个的档把。本技术在使用时，上提连杆4使锥台型定位环6与导流块8紧密结合，此时锁闭孔2刚好处于中心环11上端面处，将销钉插入锁闭孔2对连杆4进行定位，再将粒状硅或碎多晶17从加料器上端装入加料筒5中。当需要二次加料时，将加料筒5通过连杆4上的连接卡槽1与籽晶卡头15连接，将加料筒5悬挂在上轴上。然后将导流碗12与加料筒5连接，连接方法为：将导流碗12的固定环穿过加料筒5底部3个环形卡扣7之间的空档，套在加料筒5的外侧，然后旋转导流碗12，使固定环上的卡块13与环形卡扣7上的扣槽9对应，然后下降导流碗12，卡块13落入扣槽9内。然后拔掉销钉，上升上轴将加料器提升至单晶炉副炉室内。当具备二次加料条件时，下降上轴使加料器下降，当加料器挡圈3与单晶炉脖子16接触后，加料器停止下降，继续点动下降上轴，导流块8向下移动，与锥台型定位环6之间出现缝隙，粒状硅或碎多晶17从缝隙中均匀漏下并沿导流碗12进入熔体19。加料过程中通过观察指示环14与液面18之间的距离，调整坩埚位置，避免出现事故。此时通过操作上轴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶炉用二次加料器，其特征在于：包括加料筒（5）和导流碗（12），其中，加料筒（5）的顶部设置有带中心环（11）的定位支撑横杆（10），环绕加料筒（5）底部的内壁设置有锥台形定位环（6），且锥台形定位环（6）内壁的直径由上至下逐渐增大，加料筒（5）的中轴处设置有贯穿加料筒（5）轴线方向的连杆（4），连杆（4）的上部穿出中心环（11）后设置有锁闭孔（2）和与籽晶卡头（15）连接的连接卡槽（1），底部设置有外部形状与锥台形定位环（6）内壁配合的导流块（8），以使连杆（4）通过穿设在锁闭孔（2）中的定位销架设在中心环（11）的上边缘时，导流块（8）与锥台形定位环（6）紧密配合；在加料筒（5）外壁的顶部和底部分别设置有与单晶炉脖子（16）配合的挡圈（3）和与导流碗（12）配合的环形卡扣（7），环形卡扣（7）上分布有若干扣槽（9），所述导流碗（12）为上部直径大于下部直径的圆台状空筒，其上部的外壁上设置有固定环，固定环上分布有与环形卡扣（7）上的扣槽（9）相配合的卡块（13），导流碗（12）底部设置有指示环（14）。

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉用二次加料器，其特征在于：包括加料筒（5）和导流碗（12），其中，加料筒（5）的顶部设置有带中心环（11）的定位支撑横杆（10），环绕加料筒（5）底部的内壁设置有锥台形定位环（6），且锥台形定位环（6）内壁的直径由上至下逐渐增大，加料筒（5）的中轴处设置有贯穿加料筒（5）轴线方向的连杆（4），连杆（4）的上部穿出中心环（11）后设置有锁闭孔（2）和与籽晶卡头（15）连接的连接卡槽（1），底部设置有外部形状与锥台形定位环（6）内壁配合的导流块（8），以使连杆（4）通过穿设在锁闭孔（2）中的定位销架设在中心环（11）的上边缘时，导流块（8）与锥台形定位环（6）紧密配合；在加料筒（5）外壁的顶部和底部分别设置有与单晶炉脖子（16）配合的挡圈（3）和与导流碗（...

【专利技术属性】
技术研发人员：令狐铁兵，王新，刘要普，
申请(专利权)人：麦斯克电子材料有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41