物料供给装置与晶体生长系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开的物料供给装置，用于向炉体内部的坩埚中供给物料，物料供给装置包括喂料机构和至少一个投料通路，喂料机构具有将物料从炉体外部输入炉体内部的喂料通路，至少一个投料通路位于炉体内部且与坩埚相对，喂料通路对接所述至少一个投料通路，物料经喂料通路导入至少一个投料通路并由至少一个投料通路输入坩埚中。本发明专利技术公开的晶体生长系统，包括炉体；坩埚，坩埚设置在炉体内部，用于盛装物料；以及如上所述的物料供给装置，物料供给装置用于向坩埚供给物料。本发明专利技术满足了大加料量的要求，加料过程与单晶硅棒冷却过程可以并行，缩短了加料时间，提高了单晶硅棒的生产效率，同时提高了外部加料的稳定性和安全性。

Material Supply Device and Crystal Growth System

The material supplying device disclosed in the invention is used for supplying materials to the crucible inside the furnace body. The material supplying device comprises a feeding mechanism and at least one feeding path. The feeding mechanism has a feeding path for feeding materials from the outside of the furnace body to the inside of the furnace body. At least one feeding path is located inside the furnace body and opposite to the crucible, and the feeding path is connected with the at least one feeding path. The material is fed into at least one feeding path through the feeding path and is fed into the crucible through at least one feeding path. The crystal growth system disclosed by the invention comprises a furnace body, a crucible, a crucible arranged inside the furnace body for filling materials, and a material feeding device as described above for feeding materials to the crucible. The feeding process can be parallel with the cooling process of single crystal silicon rod, shorten the feeding time, improve the production efficiency of single crystal silicon rod, and improve the stability and safety of external feeding.

【技术实现步骤摘要】
物料供给装置与晶体生长系统
本专利技术属于单晶生长
，涉及单晶生长的辅助设备，具体涉及一种物料供给装置，还涉及一种具有该物料供给装置的晶体生长系统。
技术介绍
多晶硅是生产太阳能光伏产品和半导体产品的主要原材料。丘克拉尔斯基(Czochralski，简称为Cz)法是单晶硅最常用的制备方法之一，高纯度固态多晶硅原料在晶体生成炉(单晶炉)内的坩埚中熔化形成熔体，下降籽晶使其与旋转坩埚中的熔体接触，然后，将籽晶缓慢拉出，熔体围绕籽晶凝固形成单晶硅棒。传统的Cz单晶炉在完成一炉原料拉晶生产后，需要为新一炉的生产做很多繁杂的前期准备工作，包括停炉冷却、炉体清洁、备料、装料、抽真空、检漏、化料等工序。这些前期工序费时费力，严重制约着直拉式单晶硅的生产效率。另外，装填的多晶硅料(多为块状料)熔化后体积缩小，使得坩埚的利用率降低。为了提高坩埚的利用率，增大总体投料量，则需要向坩埚中多次重复加料。这也是降低拉晶成本的有效措施之一。目前，直拉式单晶硅生长的主流加料装置是副室内置式加料器。这种加料器由于单次加料量小(一般不超过30kg)，需要进行多次重复加料，人工操作繁杂且效率低下；且每次加料后都要进行抽真空处理，必须频繁进行副室隔离与净化，时间浪费严重，也增加了物料污染的风险。为了满足增大总体投料量的要求并弥补内置式加料器的技术缺陷，已有专利公开向单晶炉输送多晶硅料的外部加料装置。申请公布号为CN1153230A的专利申请给出一种炉子用的固体物料供料系统，该供料系统的送料管可以有选择地改变送料管出口相对于坩埚顶部的径向位置，避免溅料，提高热能的利用率，但供料系统结构复杂，复杂的操纵机构存在物料堵塞的风险，并且送料管出口的定位难以精准控制。授权公告号为CN102312285B的专利提供一种用于单晶炉的外部连续投料机构，具有放料内管和放料外管，多晶硅料由放料内管输送至放料外管，这就限制了放料内管的内径，不适用于粒径较大的块状料；另外投料机构的整体高度较高，不利于投料操作，并且增加了操作安全隐患。申请公布号为CN106400105A的专利申请公开了外接投料装置的技术缺陷与专利CN102312285B类似，并且，多晶硅料的投料量和投料速度难以有效控制。因此，为了增大总体投料量，降低拉晶成本，单晶炉炉外加料装置作为提高总体投料量的主要辅助工具，对其进行优化和改进显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术针对现有单晶炉炉外加料装置难以连续加料的技术缺陷，提供一种物料供给装置。这种物料供给装置可以与单晶炉精准对接，实现多晶硅料投料速度和投料量的有效控制，可以降低物料供给装置的整体高度，易于加料操作，提高了加料操作的安全性和便利性，节省操作人员并缩短加料时间占比，降低制造成本。本专利技术还提供了一种具有上述物料供给装置的晶体生长系统。本专利技术所采用的一种方案是：物料供给装置，用于向炉体内部的坩埚中供给物料，所述物料供给装置包括喂料机构和至少一个投料通路，所述喂料机构具有将物料从炉体外部输入炉体内部的喂料通路，所述至少一个投料通路位于所述炉体内部且与所述坩埚相对，所述喂料通路对接所述至少一个投料通路，物料经所述喂料通路导入至少一个投料通路并由所述至少一个投料通路输入所述坩埚中。进一步地，所述炉体上具有开口，所述喂料机构对接所述开口，所述喂料通路可相对于所述至少一个投料通路延伸或撤回，所述喂料通路在延伸位置时穿过所述开口并与所述投料通路相连通。进一步地，所述喂料机构还包括喂料容纳部，所述喂料容纳部设置于所述炉体外部，所述喂料通路在撤回位置时容纳于所述喂料容纳部。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述喂料容纳部上开设有通气口。在本专利技术的实施中，所述通气口至少包括抽空通口、氩气通口和检漏通口。所述抽空通口连通抽真空系统，抽真空系统通过抽空通口将所述物料供给装置内部的空气抽出，使得物料供给装置内部保持一定的真空度。所述氩气通口连通氩气供给系统，氩气供给系统通过氩气通口向物料供给装置内部提供氩气。所述检漏通口连接气体检漏装置，用于检测物料供给装置的气密性。进一步地，所述喂料机构还包括长度可以伸缩变化的喂料伸缩部，所述炉体的开口处具有隔离阀，所述喂料伸缩部密封连接于所述喂料容纳部与所述隔离阀之间。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述隔离阀连通用于冷却所述隔离阀的水循环系统。进一步地，所述喂料机构还包括机械连接于所述喂料通路的喂料驱动器，所述喂料驱动器设置于所述喂料容纳部的一侧，用于带动所述喂料通路延伸或撤回。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述喂料通路的上游端设置用于接收物料的下料漏斗，所述喂料通路的外部具有喂料固定套，所述喂料固定套通过喂料滑块连接所述喂料驱动器。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述喂料通路侧壁外部与喂料固定套之间的至少部分区域内填充缓冲层。进一步地，所述投料通路包括相对的投料入口和投料出口，所述投料出口靠近所述坩埚，所述投料入口处具有投料漏斗，所述喂料通路通过所述投料漏斗与所述投料通路对接。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述投料漏斗的基部设置投料固定块，所述投料固定块将所述投料通路保持在炉体内部且使得所述投料通路与所述坩埚相对。进一步地，所述的物料供给装置还包括导料机构，所述导料机构将所述物料传送至所述喂料机构。进一步地，所述喂料机构还包括喂料对接部，所述喂料对接部设置于所述喂料容纳部的侧部，所述喂料容纳部连通所述喂料对接部，所述喂料对接部与所述导料机构对接。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述导料机构包括相连通的导料容纳部和导料对接部，所述导料对接部设置于所述导料容纳部的侧部，所述导料容纳部对接所述喂料对接部。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述导料容纳部包括导料通路和导料驱动装置，所述导料驱动装置连接所述导料通路，所述导料通路内置于所述导料容纳部，所述导料驱动装置用于带动所述导料通路对接所述喂料通路和撤回至所述导料容纳部的内部。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述导料通路包括导料入料部和导料出料部，所述导料入料部开设导料入料口，在导料入料口处设置导料漏斗，在所述导料驱动装置的作用下，所述导料通路带动所述导料漏斗移动至导料对接部的下方，所述导料出料部对接所述喂料通路。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述物料供给装置还包括控料系统，所述控料机构包括料筒和螺旋给料装置，所述料筒的出料口连通所述螺旋给料装置，所述螺旋给料装置用于向所述导料对接部供给物料。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述螺旋给料装置包括给料部和给料驱动部，所述给料驱动部驱使所述给料部旋转，所述给料部定量向所述导料对接部供给物料，所述料筒连通所述给料部。作为本专利技术技术方案的优选实施方式之一，所述给料部具有给料入口和给料出口，所述给料入口对接所述料筒的出料口，所述给料出口对接所述导料对接部，所述给料部内部设置给料螺杆，给料螺杆上排布给料螺纹，所述料筒通过给料螺纹定量向所述导料对接部供给物料。进一步地，所述的物料供给装置还包括移动平台，所述移动平台至少用于承载所述控料机构安并改变所述控料机构安相对所述炉体的位置。本专利技术所采用的另一种技术方案是晶体生长系统，包括：炉体；坩埚，所述坩埚设置在炉体内部，用于盛装物料；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.物料供给装置，其特征在于，用于向炉体(4)内部的坩埚(5)中供给物料，所述物料供给装置包括喂料机构(1)和至少一个投料通路(2)，所述喂料机构(1)具有将物料从炉体(4)外部输入炉体(4)内部的喂料通路(101)，所述至少一个投料通路(2)位于所述炉体(4)内部且与所述坩埚(5)相对，所述喂料通路(101)对接所述至少一个投料通路(2)，物料经所述喂料通路(101)导入至少一个投料通路(2)并由所述至少一个投料通路(2)输入所述坩埚(5)中。

【技术特征摘要】
1.物料供给装置，其特征在于，用于向炉体(4)内部的坩埚(5)中供给物料，所述物料供给装置包括喂料机构(1)和至少一个投料通路(2)，所述喂料机构(1)具有将物料从炉体(4)外部输入炉体(4)内部的喂料通路(101)，所述至少一个投料通路(2)位于所述炉体(4)内部且与所述坩埚(5)相对，所述喂料通路(101)对接所述至少一个投料通路(2)，物料经所述喂料通路(101)导入至少一个投料通路(2)并由所述至少一个投料通路(2)输入所述坩埚(5)中。2.根据权利要求1所述的物料供给装置，其特征在于，所述炉体(4)上具有开口(41)，所述喂料机构(1)对接所述开口(41)，所述喂料通路(101)可相对于所述至少一个投料通路(2)延伸或撤回，所述喂料通路(101)在延伸位置时穿过所述开口(41)并与所述投料通路(2)相连通。3.根据权利要求2所述的物料供给装置，其特征在于，所述喂料机构(1)还包括喂料容纳部(102)，所述喂料容纳部(102)设置于所述炉体(4)外部，所述喂料通路(101)在撤回位置时容纳于所述喂料容纳部(102)。4.根据权利要求3所述的物料供给装置，其特征在于，所述喂料容纳部(102)上开设有通气口。5.根据权利要求3所述的物料供给装置，其特征在于，所述喂料机构(1)还包括长度可以伸缩变化的喂料伸缩部(105)，所述炉体(4)的开口(41)处具有隔离阀(43)，所述喂料伸缩部(105)密封连接于所述喂料容纳部(102)与所述隔离阀(43)之间。6.根据权利要求5所述的物料供给装置，其特征在于，所述隔离阀(43)连通用于冷却所述隔离阀(43)的水循环系统。7.根据权利要求3至6中任一项所述的物料供给装置，其特征在于，所述喂料机构(1)还包括机械连接于所述喂料通路(101)的喂料驱动器(104)，所述喂料驱动器(104)设置于所述喂料容纳部(102)的一侧，用于带动所述喂料通路(101)延伸或撤回。8.根据权利要求7所述的物料供给装置，其特征在于，所述喂料通路(101)的上游端设置用于接收物料的下料漏斗(1015)，所述喂料通路(101)的外部具有喂料固定套(1013)，所述喂料固定套(1013)通过喂料滑块(1041)连接所述喂料驱动器(104)。9.根据权利要求8所述的物料供给装置，其特征在于，所述喂料通路(101)侧壁外部与喂料固定套(1013)之间的至少部分区域内填充缓冲层(1014)。10.根据权利要求1或2所述的物料供给装置，其特征在于，所述投料通路(2)包括相对的投料入口和投料出口，所述投料出口靠近所述坩埚(5)，所述投料入口处具有投料漏斗(203)，所述喂料通路(101)通过所述投料漏斗(203)与所述投料通路(2)对接。11.根据权利要求10所述的物料供给装置，其特征在于，所述投料漏斗(203)的基部设置投料固定块(204)，所述投料固定块(204)将所述投料通路(2)保持在炉体(4)内部且使得所述投料通路(2)与所述坩埚(5)相对。12.根据权利要求3所述的物料供给装置，其特征在于，还包括导料机构(3)，所述导料机构(3)将所述物料传送至...

【专利技术属性】
技术研发人员：李侨，王正远，张永辉，付泽华，李靖，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61