專利名稱：單晶硅加料器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
單晶硅加料器
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種與單晶爐匹配使用的附件，尤其是屬于一種給單晶爐 主室中石英坩堝添加原料的單晶硅加料器。背景技術(shù)：
在本實(shí)用新型作出之前，利用單晶爐拉制單晶棒，原料一次性裝入主室石 英坩堝內(nèi)，然后，按照工藝要求操控單晶爐拉制單晶棒。這種方式存在如下問 題1、由于單晶硅原料呈固體狀，固體與固體之間必然存在間隙，使一次性投 料往往不能做到足量投料，而石英坩堝又是一次性使用的易損品，因此，石英 坩堝不能發(fā)揮最大效用，利用率低。2、針對一些電阻率有特殊要求的單品棒， 如在要求單晶棒電阻率范圍比較狹的情況下，由于在拉制單晶過程中沒有辦 法實(shí)現(xiàn)加料，因此，也就沒有辦法通過加入原生多晶以提高尾部單晶的電阻率， 達(dá)到充分利用尾料的目的，以至于現(xiàn)有技術(shù)在單晶棒拉完后，還需截去不合格 部分，再通過清洗、烘干后回爐，費(fèi)時(shí)費(fèi)力成本高。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，木實(shí)用新型旨在提供一種單晶硅加料器， 有此加料器后，現(xiàn)有單晶爐在拉制單晶棒過程中，就能實(shí)現(xiàn)足量投料的目的， 從而最大限度地發(fā)揮石英坩堝效用，提高單晶爐生產(chǎn)效率，降低單晶棒拉制成 本，另外，針對一些電阻率有特殊要求的單晶棒，可以通過加入原生多晶提高 尾部單晶的電阻率，達(dá)到充分利用尾料的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案
這種單晶硅加料器的結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是 一種單晶硅加料器，其特征是 一兩端 開口直筒狀的筒體，筒體內(nèi)腔中置有一根具有軸套的中心軸，軸套由徑向支撐 桿定位在筒體上；所述中心軸下端設(shè)有一重錘，重錘向下伸出筒體的下端口， 筒體下端口的端口壁上環(huán)設(shè)有多片合頁，重錘上具有一個(gè)搭接平面，所述搭接 平面為水平狀態(tài)下合頁的接納面；所述中心軸向上伸出筒體的上端口，中心軸 的頂部為連接部，該連接部結(jié)構(gòu)與單晶爐副室中的籽晶重錘連接部的結(jié)構(gòu)相匹 配，連接部下方的中心軸上設(shè)有若干個(gè)限止中心軸作軸向移動(dòng)的定位銷孔；所
述筒體的上端口端面外凸形成一掛沿。
如上所述的單晶硅加料器，其特征是所述軸套為整體件，軸套的上端面 與所述筒體的上端口平面處在同-水平面上，所述中心軸定位銷孔則高于所述筒體的上端口平面。
如上所述的單晶硅加料器，其特征是設(shè)置在所述筒體下端口上具有6塊 翻板式合頁，每塊合頁呈扇型，合頁與合頁之間具有間隙。
如上所述的單晶硅加料器，其特征是所述掛沿為環(huán)狀的整體件。 有益效果在本實(shí)用新型作出之前，未見報(bào)道和使用。發(fā)明本加料器后， 徹底改變了現(xiàn)有單晶爐拉制單晶棒，原料需要一次性裝入主室石英坩堝的現(xiàn)狀， 利用本加料器，如果發(fā)現(xiàn)石英坩堝內(nèi)熔化后的原料不足時(shí)，即可打開單晶爐副 室添加原料，實(shí)現(xiàn)了在單晶爐拉制單晶棒過程中添加原料的目的。中途可以添 加原料，其意義在于1、確保每只石英坩堝都能獲得足量投料，解決了原料固 體與固體之間存在間隙，不能足量投料的缺陷，使每只石英坩堝都能發(fā)揮最大 效用，利用率高。2、每爐單晶棒拉制，堝底余料都是一定的，由于中途可以添 加原料，有效提高了單晶棒的成品率。3、針對一些電阻率有特殊要求的單晶棒， 可以通過加入原生多晶提高尾部單晶的電阻率，達(dá)到充分利用尾料的目的；并 且根據(jù)要求還可以進(jìn)行再次加料，二次利用石英坩堝。

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。為表示清楚，圖中筒體 下端口處作了旋轉(zhuǎn)處理。
圖中重錘l，合頁2，中心軸3，固定座4，連接件41，定位軸42，筒體 5，下端口51，重錘上弧面6，連接螺母61，搭接平面62，支撐桿7，筒體內(nèi)壁 8，軸套9，開口槽IO，下插銷ll，定位銷孔lll，掛沿12。
具體實(shí)施方式
參見圖l。筒體5以中心軸3所在的開口槽10為上部。
筒體5的直徑、長度可根據(jù)匹配使用的單晶爐結(jié)構(gòu)而定，即直徑以設(shè)置 在主室至副室間的喉口閥(翻板閥或者插板閥)的密封處內(nèi)徑為基準(zhǔn)，長度則 以喉口閥上平面至石英坩堝上方合適位置為基準(zhǔn)，決定筒體5的直徑、長度。
中心軸3是一根控制桿，控制合頁2的開啟。它設(shè)置在筒體5的中軸線上， 其外圍套設(shè)了軸套9。軸套9是一只固定部件，它由若干同一水平面上的三根支 撐桿7定位在筒體5上端面掛沿12的表面，以及筒體5的內(nèi)壁上，確保中心軸 3只能始終在筒體5內(nèi)腔的中軸線上作軸向移動(dòng)。軸套9可以是采用整體設(shè)置， 也可以采用分段設(shè)置的技術(shù)方案，而采用整體件為好。
中心軸3下端經(jīng)連接螺母61與重錘1螺紋對接，當(dāng)然也可以采用整體結(jié)構(gòu)。 重錘1上具有一個(gè)搭接平面62。在筒體5下端口 51的端口壁上設(shè)置固定座4，固定座4上具有一根定位軸42，與合頁2固定的連接件41鉸接在定位軸42上， 合頁2由此即可翻轉(zhuǎn)。在圓形端口壁上共設(shè)有6塊合頁2，每塊合頁2的形狀均 呈扇形，且相互之間具有間隙。扇形的合頁2在水平狀態(tài)時(shí)，均可與重錘1的 搭接平面62相搭接。
筒體5的上端口，端口壁外凸，形成環(huán)形的掛沿12，掛沿12的底面應(yīng)呈水 平狀。中心軸3的頂部為連接部，該連接部結(jié)構(gòu)可隨單晶爐副室中籽晶重錘的 連接部結(jié)構(gòu)變化，本實(shí)施例是一種凹凸型連接結(jié)構(gòu)，開口槽10用于接納籽晶重 錘連接部的凸形結(jié)構(gòu)，采用其它連接結(jié)構(gòu)時(shí)，只要使兩者能連接在一起即可。
定位銷孔用于接納插銷，圖1中，下插銷11插在軸套9上端面上部的一只 定位銷孔內(nèi)，定位銷孔111用于接納上插銷，使用時(shí)，上插銷呈固定狀，以防 籽晶重錘與中心軸3連接部滑脫，重錘1和中心軸3落入石英坩堝內(nèi)，造成事故。
為加深理解，下面敘說一下本加料器的使用過程。
首次使用的加料器，需要進(jìn)行酸腐蝕，以去除不銹鋼材料表面的氧化物及 其它雜物，仔細(xì)檢査焊接部位，査看有無虛焊，用純凈水沖洗干凈后，再用酒 精紗布擦凈，最后用干凈毛刷刷凈。
拉起中心軸3，重錘l的搭接平面62使6只合頁2關(guān)閉，插入下插銷ll， 使重錘1固定住合頁2，使合頁2處于關(guān)閉狀態(tài)。將加料器置于一只直徑大于筒 體5的容器內(nèi)，加料(料徑應(yīng)與加料器直徑相匹配，料徑應(yīng)該考慮中心軸3的 軸套9與筒體內(nèi)壁8之間的間隙大小)
加料后，將整個(gè)加料器及外置容器移至單晶爐的副室下端，然后，下降籽 晶重錘，通過中心軸3上部的開口槽10，與位于副室內(nèi)上部的籽晶重錘連接部 連接，經(jīng)單晶爐原有的提升裝置，籽晶重錘及加料器上升，使加料器懸空。
然后，撥出下插銷11，加料器升入單晶爐副室內(nèi)，拿走外置容器，封閉副 室、抽真空。抽真空后，打開喉口閥、下降加料器，使加料器底部經(jīng)喉口進(jìn)入 主室，掛沿12擱置在喉口密封環(huán)面上，然后，用點(diǎn)動(dòng)方式降下中心軸3，使重 錘1與合葉2慢慢分離，使合葉2慢慢打開，原料下落至石英坩堝內(nèi)。
原料落凈后，將加料器提升至副室內(nèi)，關(guān)閉喉口閥(翻板閥或者插板閥)。 往副室充氬氣，壓力至內(nèi)外平衡，打開副室，取出加料器。
如還需加料，可按以上步驟循環(huán)使用加料器，達(dá)到要求止。加料器可采用 不銹鋼材料制作。
權(quán)利要求1、一種單晶硅加料器，其特征是一兩端開口直筒狀的筒體(5)，筒體(5)內(nèi)腔中置有一根具有軸套(9)的中心軸(3)，軸套(9)由徑向支撐桿(7)定位在筒體(5)上；所述中心軸(3)下端設(shè)有一重錘(1)，重錘(1)向下伸出筒體(5)的下端口(51)，筒體(5)下端口(51)的端口壁上環(huán)設(shè)有多片合頁(2)，重錘(1)上具有一個(gè)搭接平面(62)，所述搭接平面(62)為水平狀態(tài)下合頁(2)的接納面；所述中心軸(3)向上伸出筒體(5)的上端口，中心軸(3)的頂部為連接部，該連接部結(jié)構(gòu)與單晶爐副室中的籽晶重錘連接部的結(jié)構(gòu)相匹配，連接部下方的中心軸(3)上設(shè)有若干個(gè)限止中心軸(3)作軸向移動(dòng)的定位銷孔；所述筒體(5)的上端口端面外凸形成一掛沿(12)。
2、 如權(quán)利要求1所述的單晶硅加料器，其特征是所述軸套(9)為整體 件，軸套(9)的上端面與所述筒體(5)的上端口平面處在同一水平面上，所 述中心軸(3)定位銷孔則高于所述筒體(5)的上端口平面。
3、 如權(quán)利要求1所述的單晶硅加料器，其特征是設(shè)置在所述筒體(5) 下端口 (51)上具有6塊翻板式合頁(2)，每塊合頁(2)呈扇型，合頁(2) 與合頁(2)之間具有間隙。
4、 如權(quán)利要求1所述的單晶硅加料器，其特征是所述掛沿(12)為環(huán)狀 的整體件。
專利摘要一種單晶硅加料器，包括一筒體，筒體內(nèi)腔中置有一根具有軸套的中心軸，軸套由徑向支撐桿定位在筒體上；所述中心軸下端設(shè)有一重錘，重錘向下伸出筒體的下端口，筒體下端口的端口壁上環(huán)設(shè)有多片合頁，重錘上具有一個(gè)搭接平面；所述中心軸向上伸出筒體的上端口，中心軸的頂部為連接部，該連接部結(jié)構(gòu)與單晶爐副室中的籽晶重錘連接部的結(jié)構(gòu)相匹配，中心軸連接部下方的軸上設(shè)有若干個(gè)定位銷孔；所述筒體的上端口端面外凸形成一掛沿。利用本加料器，在單晶爐拉制單晶棒過程中也可添加原料，因此，它具有確保足量投料、石英坩堝利用率和成品率高，以及能充分利用單晶棒尾料的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F27B14/00GK201277809SQ20082016609
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者陸昌忠 申請人:浙江華友電子有限公司