采用粒徑為45?60mm的多晶硅原料(隨著二次加料工藝的大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，二次加料工藝對多晶硅原料的粒徑大小有比較高的要求，粒徑最大不得超過60mm)，原料層一 Cl、原料層二 C2、原料層三C3中多晶硅原料的粒徑呈遞增分布，有利于控制二次加料的速度;具體為:多晶硅原料的粒徑越大，二次加料過程中越容易發(fā)生卡料的情況(即多晶硅原料卡在石英錐4下降后與鉬制加料筒I之間的縫隙處)，本實(shí)施例中，原料層一Cl采用粒徑為3?25_的多晶硅原料，有效防止了二次加料一開始就發(fā)生卡料的概率；同時，多晶硅原料的粒徑越大，點(diǎn)動加料操作過程中石英錐4每次下降的行程也相對較大，以利于多晶硅原料的掉落，但石英錐4每次下降的行程越大，石英錐4下降后與鉬制加料筒I之間的縫隙也就越大，相對來說也就越容易出現(xiàn)一次性加料過多的情況，本實(shí)施例中，原料層一Cl采用粒徑為3?25mm的多晶硅原料，有效避免了二次加料一開始就出現(xiàn)一次性加料過多的情況;隨著點(diǎn)動加料操作的持續(xù)，操作人員對點(diǎn)動加料操作的過程逐漸熟悉，此時為了提高二次加料的速度，本實(shí)施例中原料層二C2采用粒徑為25?45mm的多晶硅原料，原料層三C3采用粒徑為45?60mm的多晶硅原料。當(dāng)原料層一Cl、原料層二C2、原料層三C3中的多晶硅原料都加完后，石英坩禍12內(nèi)因加入了大量的多晶硅原料，其液面升高到接近石英坩禍12的上沿，此時必須嚴(yán)格限制二次加料的速度，以避免直接投入大尺寸的多晶硅原料時，出現(xiàn)濺料或者漏硅的情況，確保二次加料過程的安全;具體本實(shí)施例中，原料層四C4采用粒徑為3?25mm的多晶硅原料，該多晶硅原料的粒徑最小，不易發(fā)生濺料，且易于控制二次加料的速度，大大降低了一次性加料過多情況出現(xiàn)的概率。
[0063]步驟ST4、二次加料裝置取出階段；
[0064]當(dāng)鉬制加料筒I內(nèi)的原料加完后，提升二次加料裝置使得鉬制加料筒I下端與導(dǎo)流筒16上端位于同一水平面，停留15?16min(本實(shí)施例中取15min)，此時二次加料裝置周圍的溫度為1000°C左右，二次加料裝置進(jìn)行初步冷卻；
[0065]繼續(xù)提升二次加料裝置到達(dá)副室6內(nèi)，停留20?22min(本實(shí)施例中取20min)，此時二次加料裝置周圍的溫度為400°C左右，二次加料裝置進(jìn)行進(jìn)一步冷卻;本實(shí)施例中，二次加料裝置取出時依次進(jìn)行初步冷卻和進(jìn)一步冷卻，避免石英錐4因急冷而發(fā)生破損，保護(hù)了石英錐4。
[0066]關(guān)閉隔離閥8，將二次加料裝置從副室6內(nèi)取出，放置在裝料車上，二次加料裝置的底部與裝料車的接觸部分使用絕熱材料進(jìn)行隔離，絕熱材料為聚四氟乙烯墊或高溫手套，絕熱材料的使用避免了二次加料裝置直接接觸金屬材質(zhì)的裝料車，從而防止了石英錐4因急冷而發(fā)生破損。
[0067]實(shí)施例4
[0068]本實(shí)施例的二次加料方法，其步驟與實(shí)施例3基本相同，其不同之處在于:步驟ST2中，將石英坩禍12通過支撐部14下降至最低位置且停止旋轉(zhuǎn)石英坩禍12，將加熱器13的功率調(diào)至62Kw;步驟ST2中，分兩次將二次加料裝置進(jìn)行下降:打開隔離閥8，首先以850mm/h的速度下降二次加料裝置，直至鉬制加料筒I下端與導(dǎo)流筒16上端位于同一水平面，停留5min進(jìn)行預(yù)熱;然后以1000mm/h的速度下降二次加料裝置，使得鉬制加料筒I下端穿過爐筒頸口9直至鉬制加料筒I上部側(cè)面的外法蘭101被爐筒頸口 9內(nèi)壁上的擋塊10擋住，二次加料裝置被定位;步驟ST3中，將加熱器13的功率調(diào)至72Kw，觀察石英坩禍12內(nèi)的液面，當(dāng)再次發(fā)現(xiàn)石英坩禍12內(nèi)的液面上未熔化原料的長度為石英坩禍12內(nèi)徑的1/3?1/4時，以1000mm/h的速度下降二次加料裝置，使得二次加料裝置再次被定位，將加熱器13的功率調(diào)至621^，重復(fù)點(diǎn)動加料操作，以此往復(fù)，直至鉬制加料筒I內(nèi)的原料加完為止;步驟ST4中，當(dāng)鉬制加料筒I內(nèi)的原料加完后，提升二次加料裝置使得鉬制加料筒I下端與導(dǎo)流筒16上端位于同一水平面，停留16min，二次加料裝置進(jìn)行初步冷卻，繼續(xù)提升二次加料裝置到達(dá)副室6內(nèi)，停留22min，二次加料裝置進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。
[0069]以上示意性的對本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單晶爐二次加料系統(tǒng)，包括單晶爐主體，其特征在于:還包括二次加料裝置，所述單晶爐主體包括爐筒(11)、隔離倉(7)和副室(6)，所述爐筒(11)的上部為爐筒頸口(9)，該爐筒頸口(9)通過隔離倉(7)與上方的副室(6)相連通，爐筒頸口(9)處設(shè)有隔離閥(8);爐筒(11)內(nèi)設(shè)有石英坩禍(12)，石英坩禍(12)的底部與具有升降和旋轉(zhuǎn)功能的支撐部(14)相連，石英坩禍(12)的四周設(shè)有加熱器(13)，石英坩禍(12)的上方設(shè)有導(dǎo)流筒(16)，該導(dǎo)流筒(16)為一個自上而下直徑漸漸縮小的筒體;爐筒(11)的上部設(shè)有進(jìn)氣口，爐筒(11)的下部對稱設(shè)置有兩個排氣口( 15)，該兩個排氣口( 15)均與真空栗相連通； 所述二次加料裝置包括鉬制加料筒(I)、不銹鋼套筒(2)、鉬制連桿(3)和石英錐(4)，所述鉬制加料筒(I)的上下端均開口設(shè)置，所述不銹鋼套筒(2)的上端分別設(shè)有向兩側(cè)延伸的延伸段(201)，上述延伸段(201)置于鉬制加料筒(I)的上端使得不銹鋼套筒(2)架設(shè)在鉬制加料筒(I)的內(nèi)部中心位置;所述石英錐(4)的形狀為正三棱錐，石英錐(4)內(nèi)設(shè)有自頂部到底部的貫穿孔(401)，且石英錐(4)的底部設(shè)有正三棱錐的凹槽;所述鉬制連桿(3)上端穿過不銹鋼套筒(2)的內(nèi)部并與副室(6)內(nèi)的籽晶繩(5)連接，鉬制連桿(3)的下端側(cè)面上設(shè)有螺紋，鉬制連桿(3)的下端穿過石英錐(4)內(nèi)的貫穿孔(401)，鉬制連桿(3)的下端螺紋連接有兩個鉬制螺母(301)，且兩個鉬制螺母(301)分別位于石英錐(4)的上、下兩側(cè)； 所述鉬制加料筒(I)的上部側(cè)面設(shè)有外法蘭(101)，所述爐筒頸口(9)的內(nèi)壁上設(shè)有等間距分布的擋塊(10)，上述等間距分布的擋塊(10)圍成的圓形開口直徑大于鉬制加料筒(I)的外徑，且小于外法蘭(101)的外徑；所述石英錐(4)的側(cè)面與底面的夾角為α，石英錐(4)底部設(shè)有的正三棱錐的凹槽其側(cè)面與底面的夾角為β，且β比α小5°。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶爐二次加料系統(tǒng)，其特征在于:所述延伸段(201)遠(yuǎn)離不銹鋼套筒(2)上端的一端上設(shè)有向下的翻邊(202)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶爐二次加料系統(tǒng)，其特征在于:所述α為45?60°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單晶爐二次加料系統(tǒng)，其特征在于:所述石英錐(4)上側(cè)的鉬制螺母(301)其底部距石英錐(4)的頂部I?2mm，石英錐(4)下側(cè)的鉬制螺母(301)其底部距鉬制連桿(3)的底部3?4mm;上述正三棱錐的凹槽其高度大于5mm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種單晶爐二次加料系統(tǒng)，屬于單晶硅制備領(lǐng)域。本實(shí)用新型的單晶爐二次加料系統(tǒng)，包括單晶爐主體和二次加料裝置，二次加料裝置包括鉬制加料筒、不銹鋼套筒、鉬制連桿和石英錐，不銹鋼套筒架設(shè)在鉬制加料筒的內(nèi)部中心位置；石英錐的形狀為正三棱錐，石英錐的底部設(shè)有正三棱錐的凹槽；石英錐的側(cè)面與底面的夾角為α，石英錐底部設(shè)有的正三棱錐的凹槽其側(cè)面與底面的夾角為β，且β比α小5°。本實(shí)用新型主要實(shí)現(xiàn)了在單晶爐拉制單晶硅棒過程中隨時添加原料的功能。
【IPC分類】C30B29/06, C30B15/02
【公開號】CN205223404
【申請?zhí)枴緾N201521106506
【發(fā)明人】馬四海, 劉長清, 張笑天, 馬青, 丁磊, 芮彪, 朱光開, 張靜, 張良貴, 向賢平
【申請人】安徽華芯半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月25日