本发明专利技术公开一种吸料装置和吸料方法，涉及单晶硅棒生产领域。该吸料装置能够用于吸取不同单晶炉内的溶液，具有适应性强，操作简便的有益效果。吸料装置应用于单晶炉，单晶炉内放置有第一盛料组件，吸料装置用于吸取第一盛料组件中的熔液；吸料装置包括吸管、第二盛料组件、升降组件和气压调节组件；第二盛料组件位于单晶炉外，吸管连接于单晶炉和第二盛料组件之间；吸管具有相对的吸取端和排出端，吸取端伸入第一盛料组件中，排出端与第二盛料组件相对；升降组件与吸管连接，升降组件带动吸管下降或上升，吸取端浸入熔液，或远离第一盛料组件；气压调节组件与单晶炉和/或第二盛料组件连通。连通。连通。
【技术实现步骤摘要】
一种吸料装置和吸料方法
[0001]本专利技术涉及单晶硅棒生产领域，尤其涉及一种吸料装置和吸料方法。
技术介绍
[0002]对单晶硅棒切片加工后可以得到单晶硅片。现有技术中，通常采用丘克拉斯基提拉法生产单晶硅棒，该方法包括：在坩埚中熔化多晶硅颗粒并将单晶硅籽晶浸入熔融硅(或称为熔液)中；当籽晶开始熔化时，以预定的速率从熔融硅中缓慢提取籽晶，使籽晶生长成单晶硅棒；一旦硅棒达到所需尺寸，就移除硅棒。
[0003]现有技术中，为了节省成本，提高生产速率，单晶硅的生长可以根据多次提拉法(RCz)和连续提拉法(CCz)。在多次提拉法中，移除一个新的晶锭后，会重新向炉内加入原料，熔化，并进行晶棒的生长。
[0004]但是，由于持续加料，单晶炉的排气系统可能因为挥发物堵塞而排气不畅，造成炉内碳等杂质的含量持续升高，进而溶于熔融硅中。由于杂质的分凝效应，熔融硅中杂质的分凝系数大多数小于1，使得杂质在提取籽晶时趋向于留在炉内。这就导致炉内熔融硅的底部因分凝效应而持续富集杂质，熔融硅品质下降，拉取出的单晶硅棒少子寿命降低，当生产的单晶硅棒品质小于规格线时，无法继续进行加料，需要停止拉晶，开炉处理埚底的剩余熔液。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种吸料装置和吸料方法，该吸料装置能够用于吸取不同单晶炉内的溶液，具有适应性强，操作简便的有益效果。
[0006]本专利技术提供一种吸料装置，吸料装置应用于单晶炉，单晶炉内放置有第一盛料组件，吸料装置用于吸取第一盛料组件中的熔液；吸料装置包括吸管、第二盛料组件、升降组件和气压调节组件；第二盛料组件位于单晶炉外，吸管连接于单晶炉和第二盛料组件之间；吸管具有相对的吸取端和排出端，吸取端伸入第一盛料组件中，排出端与第二盛料组件相对；升降组件与吸管连接，升降组件带动吸管下降或上升，吸取端浸入熔液，或远离第一盛料组件；气压调节组件与单晶炉和/或第二盛料组件连通。
[0007]通过上述技术方案，可以利用升降组件带动吸管下降，使吸取端浸入熔液，从而切断第一盛料组件和第二盛料组件之间的气体连通，然后就可以利用气压调节组件进行气压调节，使得单晶炉内的气体压力大于第二盛料组件的气体压力，当两者之间达到一定的预设压差值时，在压差作用下，第一盛料组件中的熔液通过吸管被吸取到第二盛料组件中。而使第二盛料组件位于单晶炉外，吸管连接在第二盛料组件和单晶炉之间，一方面，可以方便对第二盛料组件和吸管的维护，另一方面，第二盛料组件的体积、形状均可以根据吸取需要随意设定，且第二盛料组件可以固定设置在单晶炉附近，只需要升降吸管，就可以实现多次吸料，操作简便。因此，本申请提供的吸料装置能够用于吸取不同单晶炉内的溶液，具有适应性强，操作简便的有益效果。
[0008]在一种可能的实现方式中，气压调节组件可以包括第一气压调节件和第二气压调节件，第一气压调节件与单晶炉连通，第二气压调节件与第二盛料组件连通。在吸管的吸取段浸入第一盛料组件中的熔液时，可以利用第一气压调节件和第二气压调节件分别调节单晶炉和第二盛料组件内的气压，以使得两者之间的气压差达到预设气压差值。
[0009]在一种可能的实现方式中，吸料装置还可以包括第一密封件和第二密封件，其中，第一密封件可以为可伸缩式第一密封件，可伸缩式第一密封件的一端与吸管密封连接，另一端与单晶炉密封连接；和/或，第二密封件可以为可伸缩式第二密封件，可伸缩式第二密封件的一端与吸管密封连接，另一端与第二盛料组件密封连接。采用该技术方案的情况下，第一密封件和第二密封件可以起到避免外界和单晶炉、第二盛料组件气体连通的密封作用，还可以起到保温的作用，利于保证熔液在吸管中以液态顺畅流动。
[0010]在一种可能的实现方式中，吸管可以包括依次连接的首段、中段和末段，吸取端位于首段远离中段处，排出端位于末段远离中段处。
[0011]在一种可能的实施例中，升降组件包括与吸管连接的连接件，连接件具有可打开的且允许中段穿过的容纳孔；吸料装置还可以包括用于加热吸管的第一加热件，第一加热件位于容纳孔中，并包围吸管。采用该技术方案的情况下，吸管可以跟随连接件同步上升或下降。利用第一加热件可以预热吸管。
[0012]在一种可能的实现方式中，第二盛料组件可以包括坩埚和密闭箱体，吸管的排出端伸入密闭箱体。或者，第二盛料组件可以包括坩埚，坩埚具有可拆卸的密封盖，吸管的排出端穿过密封盖。
[0013]在一种示例中，密闭箱体可以具有保温层。保温层的设置利于保持密闭箱体内的温度，可以提高对第二加热件所发热量的利用率。
[0014]在一种可能的实施例中，第二盛料组件还包括第二加热件，第二加热件围绕在坩埚外，并且，沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向，第二加热件的加热功率逐渐增大；坩埚各处的温度均小于熔液的熔点温度。采用该技术方案的情况下，第二加热件可以提高坩埚或密闭箱体内的温度，起到预热伸入到坩埚或密闭箱体中的吸管末段的作用；另一方面，可以实现熔液(例如硅熔液)的逐层凝固，利于熔液中的杂质凝固在上层，进而便于再次利用已吸取出的熔液。
[0015]在一种可能的具体实施方式中，第二加热件为一体式条形电阻加热件，且呈筒状环绕在坩埚周围，沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向，环绕在坩埚周围的条形电阻加热件的圈数逐渐增多；或，第二加热件为电阻加热件或感应加热件，第二加热件为分体式，包括沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向依次排列的多个加热元件，多个加热元件的加热功率逐渐增大。
[0016]在一种可能的实现方式中，第二盛料组件还包括冷却件，冷却件位于坩埚下方，可以首先冷却进入到坩埚中的熔液，可以与第二加热件配合，沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向，实现熔液的逐层冷却。
[0017]在一种可能的实现方式中，吸料装置还包括埚帮，埚帮可以承载坩埚。埚帮可以套设在坩埚外，起到保护坩埚的作用，避免坩埚受高温变形。
[0018]在一种可能的实现方式中，吸料装置还可以包括称重器件，第二盛料组件放置在称重器件上。采用该技术方案的情况下，可以根据称重器件所显示的重量得知进入到第二
盛料组件内熔液的重量，以便于判断是否需要停止吸料。
[0019]由于吸管需要吸取高温的熔液，因此需要使用具有良好抗热震性能的吸管。例如，吸管的材质可以为蓝宝石、氮化硅或石英陶瓷，本公开不做限定。
[0020]第二方面，本专利技术还提供一种吸料方法，该吸料方法应用于上述吸料装置，该吸料方法包括：
[0021]在将晶棒从熔液中取出后，利用升降组件带动吸管下降，使吸管的吸取端浸入熔液；这样就切断了单晶炉和第二盛料组件之间的气体连通；
[0022]然后就可以利用气压调节组件调节单晶炉和/或第二盛料组件的气压，使得单晶炉和密闭箱体的压差达到预设差值，在压差作用下，吸管将熔液吸取至第二盛料组件中，从而实现对单晶炉内熔液的吸取。
[0023]该吸料方法还包括：在完成将熔液吸取至第二盛料组件后，利用升降组件带动吸管上升，使吸管远离第一盛料组件，以避免吸管影响再次向第一盛料组件中加料。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种吸料装置，其特征在于，所述吸料装置应用于单晶炉，所述单晶炉内放置有第一盛料组件，所述吸料装置用于吸取所述第一盛料组件中的熔液；所述吸料装置包括吸管、第二盛料组件、升降组件和气压调节组件；所述第二盛料组件位于所述单晶炉外，所述吸管连接于所述单晶炉与所述第二盛料组件之间；所述吸管具有相对的吸取端和排出端，所述吸取端伸入所述第一盛料组件中，所述排出端与所述第二盛料组件相对；所述升降组件与所述吸管连接，所述升降组件带动所述吸管下降或上升，所述吸取端浸入所述熔液，或远离所述第一盛料组件；所述气压调节组件与所述单晶炉和/或所述第二盛料组件连通。2.根据权利要求1所述的吸料装置，其特征在于，所述气压调节组件包括第一气压调节件和第二气压调节件，所述第一气压调节件与所述单晶炉连通，所述第二气压调节件与所述第二盛料组件连通。3.根据权利要求1所述的吸料装置，其特征在于，所述吸料装置还包括第一密封件和第二密封件，其中，所述第一密封件为可伸缩式第一密封件，所述可伸缩式第一密封件的一端与所述吸管密封连接，另一端与所述单晶炉密封连接；和/或，所述第二密封件为可伸缩式第二密封件，所述可伸缩式第二密封件的一端与所述吸管密封连接，另一端与所述第二盛料组件密封连接。4.根据权利要求1所述的吸料装置，其特征在于，所述吸管包括依次连接的首段、中段和末段，所述吸取端位于所述首段远离所述中段处，所述排出端位于所述末段远离所述中段处。5.根据权利要求1所述的吸料装置，其特征在于，所述升降组件包括与所述吸管连接的连接件，所述连接件具有可打开的且允许所述吸管穿过的容纳孔所述吸料装置还包括用于加热所述吸管的第一加热件，所述第一加热件位于所述容纳孔中，并包围所述吸管。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的吸料装置，其特征在于，所述第二盛料组件包括密闭箱体和坩埚，所述吸管的排出端伸入所述密闭箱体；或，所述第二盛料组件包括坩埚，所述坩埚具有可拆卸的密封盖，所述吸管的排出端穿过所述密封盖。7.根据权利要求6所述的吸料装置，其特征在于，所述密闭箱体具有保温层。8.根据权利要求6述的吸料装置，其特征在于，所述第二盛料组件还包括第二加热件，所述第二加热件围绕在所述坩埚外，并且，沿所述坩埚底部朝向所述坩埚开口的方向，所述第二加热件的加热功率逐渐增大；所述坩埚各处的温度均小于所述熔液的熔点温度。9.根据权利要求8所述的吸料装置，其特征在于，所述第二加热件为一体式条形电阻加热件，且呈筒状环绕在所述坩埚周围，沿所述坩埚底部朝向所述坩埚开口的方向，环绕在所述坩埚周围的所述条形电阻加热件的圈数逐渐增多；或，所述第二加热件为电阻加热件或感应加热件，所述第二加热件为分体式，包括沿所述坩埚底部朝向所述坩埚开口的方向依次排列的多个加...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜超，邓浩，韩伟，李侨，董升，
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：
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