一种多晶硅二次加料装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多晶硅二次加料装置及方法，多晶硅二次加料装置包括石英管、石英半球及石英柱，所述石英管为上下开口的圆管；所述石英半球位于所述石英管下方，所述石英半球的直径大于所述石英管直径；所述石英柱位于所述石英管内部，所述石英柱下端与所述石英半球连接。多晶硅二次加料方法的步骤如下：多次向多晶硅二次加料装置中加入粒度较小的多晶硅或粒度较大的多晶硅与粒度较小的多晶硅组成的料；多次打开石英半球，每次放入一部分料。本发明专利技术通过把多晶硅二次加料装置下部设置石英半球，将钼丝置换成石英柱，防止石英半球破碎及钼丝对多晶硅料的污染。本发明专利技术采用梯度混合加料方法，减小多晶硅之间的间隙大小及数目，增大二次加料量。

A two time feeding device and method for polysilicon

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅二次加料装置及方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种多晶硅二次加料装置及方法。
技术介绍
半导体行业生产过程中，多晶硅铸锭是多晶硅片生产的必不可少的重要生产环节，在设备允许的情况下提高单炉次的装料量是降低生产成本的重要途径。由于加料时石英坩埚中的多晶硅之间存在空隙并且硅熔体的密度大于固体硅的密度，造成多晶硅熔化后体积收缩。为了降低硅单晶生长成本，多晶硅熔化后均需要进行二次加料操作。现有技术中的多晶硅二次加料装置如图1所示，其二次加料装置1下部石英锥11为三角石英锥，置于石英管20的下端开口，在加料过程中三角石英锥11边缘部分易被多晶硅料打碎，并易进入熔融熔体中影响单晶生长；而且连接石英锥11的是一条吊丝31，吊丝31为钼丝，在加料时由于吊丝31与多晶硅的接触造成硅料污染，造成晶体品质下降。其次，现有技术中，二次加料工艺有两种：一是均加小粒度的多晶硅原料，如图2所示，但是这使得前期准备的制造成本大大增加。二是小粒度与大粒度分层加料，如图3所示，但是这使得大粒度多晶硅之间间隙增大，减小了二次投料量。因此，需要设计一种防污染，减小多晶硅之间间隙而增加二次加料量的多晶硅二次加料装置及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多晶硅二次加料装置及方法，以解决现有的多晶硅二次加料污染和加料量小的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种多晶硅二次加料装置，所述多晶硅二次加料装置包括石英管、石英半球及石英柱，其中：所述石英管为上下开口的圆管；所述石英半球位于所述石英管下方，所述石英半球的直径大于所述石英管直径；所述石英柱位于所述石英管内部，所述石英柱下端与所述石英半球连接。可选的，在所述的多晶硅二次加料装置中，所述石英半球的球面正对所述石英管下方开口。可选的，在所述的多晶硅二次加料装置中，所述石英柱上端露出所述石英管上方开口。可选的，在所述的多晶硅二次加料装置中，所述石英柱上端连接吊丝。本专利技术还提供一种多晶硅二次加料方法，所述多晶硅二次加料方法的步骤如下：加料：向多晶硅二次加料装置中加入小粒度的多晶硅与中粒度的多晶硅混合组成的多晶硅，或中粒度的多晶硅与大粒度的多晶硅混合组成的多晶硅；放料：打开石英半球，向石英坩埚中放入所述加料步骤中加入的多晶硅。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述加料次数为1或2次。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述加料次数为2次时，先加入小粒度的多晶硅与中粒度的多晶硅混合组成的多晶硅，再加入中粒度的多晶硅与大粒度的多晶硅混合组成的多晶硅。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述加料前，向多晶硅二次加料装置中加入小粒度多晶硅。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述小粒度多晶硅的粒度小于等于3mm。。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述中粒度多晶硅的粒度范围为3mm～45mm。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述大粒度多晶硅的粒度范围为45mm～90mm。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述放料次数为1～3次。可选的，在所述的多晶硅二次加料方法中，所述放料步骤中，每次放入石英坩埚中的多晶硅的平均粒度不变。本专利技术提供的一种多晶硅二次加料装置中，通过把多晶硅二次加料装置下部的三角石英锥替换为石英半球，增加了石英半球边缘的厚度，防止石英半球在加料时边缘破碎，而且石英半球的坡度变得更大，多晶硅料下降更加顺畅。将吊丝置换成石英柱，防止了吊丝对多晶硅料的污染。本专利技术提供的一种多晶硅二次加料方法中，采用梯度混合加料方法，减小多晶硅之间的间隙大小及数目，增大二次加料量；且无需对多晶硅进行过多前期加工，降低成本。另外，多次加料时首先加入小粒度多晶硅再加入大粒度多晶硅，因为小粒度多晶硅投放入石英坩埚中时，由于本身质量轻，不易引起石英坩埚中熔融的硅料的飞溅，而且将其加入后小粒度多晶硅会浮在熔体表面上，大大减少后续投放的大粒度多晶硅与熔体接触所产生的飞溅情况；进一步的，因为不同层硅料粒度不一样，采用依次开口的方式，可以通过下端开口即石英半球开口的大小进行控制，分多次投放多晶硅，降低石英坩埚中熔融硅料的飞溅。附图说明图1是现有的多晶硅二次加料装置剖面示意图；图2是现有的多晶硅二次加料方法示意图；图3是现有的多晶硅二次加料方法示意图；图4是本专利技术实施例一多晶硅二次加料装置剖面示意图；图5是本专利技术实施例二多晶硅二次加料装置剖面示意图；图6是专利技术实施例三多晶硅二次加料方法示意图；图7是专利技术实施例三多晶硅二次加料方法示意图；图8是专利技术实施例四多晶硅二次加料方法示意图；图9是专利技术实施例五多晶硅二次加料方法示意图；图中所示：1-多晶硅二次加料装置；10-石英半球；11-石英锥；20-石英管；30-石英柱；31-吊丝。具体实施方式以下结合附图4～9和五个具体实施例对本专利技术提出的多晶硅二次加料装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于提供一种防止石英锥在加料时边缘破碎和使用钼制作的吊丝对多晶硅料的污染多晶硅二次加料装置，以及一种减小多晶硅之间的间隙大小及数目，增大二次加料量，不易引起石英坩埚中熔融的硅料的飞溅的多晶硅二次加料方法。为实现上述思想，本专利技术提供了一种多晶硅二次加料装置，包括石英管、石英半球及石英柱，所述石英管为上下开口的圆管，所述石英半球位于所述石英管下方，所述石英半球的直径大于所述石英管直径；所述石英柱位于所述石英管内部，所述石英柱下端与所述石英半球连接。多晶硅二次加料方法：向多晶硅二次加料装置中加入小粒度的多晶硅与中粒度的多晶硅混合组成的多晶硅，或中粒度的多晶硅与大粒度的多晶硅混合组成的多晶硅；打开石英半球，向石英坩埚中放入多晶硅。<实施例一>如图4所示，图4是本专利技术实施例一多晶硅二次加料装置剖面示意图；本专利采用分段式设计，如图中所示，多晶硅二次加料装置1包括石英半球10、石英管20及石英柱30，其中：所述石英管20为上下开口的圆管；所述石英半球10位于所述石英管20下方，所述石英半球10的直径大于所述石英管20直径；所述石英柱30位于所述石英管020内部，所述石英柱30下端与所述石英半球10连接。所述石英半球10的球面正对所述石英管20下方开口。所述石英柱30上端露出所述石英管20上方开口。多晶硅二次加料装置1通过把多晶硅二次加料装置1下部的三角石英锥11替换为石英半球10，增加了石英半球10边缘的厚度，防止石英半球10在加料时边缘破碎，而且石英半球10的坡度变得更大，多晶硅料下降更加顺畅。将石英柱30替换吊丝31，防止原有吊丝31对多晶硅的污染。<实施例二>如图5所示，图5是本专利技术实施例二多晶硅二次加料装置剖面示意图；与实施例一的区别在于：本实施例的所述石英柱30上端连接吊丝31，本实施例中的吊丝31的作用为拉伸石英柱30上下移动，控制石英半球10对石英管20的开启和关闭。吊丝31为符合强度要求和温度要求的金属丝，可以不选择成本昂贵的钼丝，而是选择更多低成本种类的金属丝。综上，上述实施例对多晶硅二次加料装置1的不同构型进行了详细说明，当然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅二次加料装置，其特征在于，所述多晶硅二次加料装置包括石英管、石英半球及石英柱，其中：所述石英管为上下开口的圆管；所述石英半球位于所述石英管下方，所述石英半球的直径大于所述石英管直径；所述石英柱位于所述石英管内部，所述石英柱下端与所述石英半球连接。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅二次加料装置，其特征在于，所述多晶硅二次加料装置包括石英管、石英半球及石英柱，其中：所述石英管为上下开口的圆管；所述石英半球位于所述石英管下方，所述石英半球的直径大于所述石英管直径；所述石英柱位于所述石英管内部，所述石英柱下端与所述石英半球连接。2.如权利要求1所述的多晶硅二次加料装置，其特征在于，所述石英半球的球面正对所述石英管下方开口。3.如权利要求1所述的多晶硅二次加料装置，其特征在于，所述石英柱上端露出所述石英管上方开口。4.如权利要求1所述的多晶硅二次加料装置，其特征在于，所述石英柱上端连接吊丝。5.一种多晶硅二次加料方法，其特征在于，所述多晶硅二次加料方法的步骤如下：加料：向多晶硅二次加料装置中加入小粒度的多晶硅与中粒度的多晶硅混合组成的多晶硅，或中粒度的多晶硅与大粒度的多晶硅混合组成的多晶硅；放料：打开石英半球，向石英坩埚中放入所述加料步骤中加入的多晶硅。6.如权利要求5所述的多晶硅二次加料...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵向阳，陈强，肖祥凯，
申请(专利权)人：上海新昇半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31