CN110257902A - 一种单晶硅棒加工装置 - Google Patents

一种单晶硅棒加工装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110257902A
CN110257902A CN201910723239.4A CN201910723239A CN110257902A CN 110257902 A CN110257902 A CN 110257902A CN 201910723239 A CN201910723239 A CN 201910723239A CN 110257902 A CN110257902 A CN 110257902A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plant
processing unit
single crystal
silicon single
crystal rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910723239.4A
Other languages
English (en)
Inventor
骆仕斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yangjiang Vocational And Technical College
Original Assignee
Yangjiang Vocational And Technical College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yangjiang Vocational And Technical College filed Critical Yangjiang Vocational And Technical College
Priority to CN201910723239.4A priority Critical patent/CN110257902A/zh
Publication of CN110257902A publication Critical patent/CN110257902A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/14—Heating of the melt or the crystallised materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
    • C30B29/06—Silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本发明公布了一种单晶硅棒加工装置，包括上炉盖、下炉盖、拉升旋转机构、提拉杆、抽气管、导流筒、石英坩埚、加热器、电机柱，所述上炉盖内设置有沿提拉杆杆壁向下对晶棒进行降温的冷却机构以及防止热量散发的挡热组件，其中冷却机构包括套设在提拉杆外的引流板以及安装风冷器的安装底座，上炉盖的炉体上设置有进风孔，引流板上开设有降温口以及使挡热组件进入对其形成封闭结构的安装槽；所述挡热组件包括密封在安装槽上的隔板和提供压紧力的弹簧，所述提拉杆上设置有在尾部生长状态时抬升隔板的拉块；本发明的目的是提供一种单晶硅棒加工装置，旨在形成环形气流，保证晶棒在同一区域能够均匀冷却，提高晶棒的加工质量。

Description

一种单晶硅棒加工装置
技术领域
本发明属于技术领域，具体是涉及一种单晶硅棒加工装置。
背景技术
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等；由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸多优势，近三十年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一，其中在单晶硅的加工工序中，有一个工序是在长晶炉内进行拉晶，形成单晶硅棒。
在晶棒生长过程中，需要被升至上炉室冷却一段时间后再取出，现有对晶棒进行冷却的机构，均为从侧部直接吹风，虽然侧吹风装置结构简单，操作方便，但冷却程度不均匀，现有的为局部冷却，靠近风面的晶棒冷却快，背面吹不到的晶棒表面冷却慢，直接影响着晶体的形状和内部结构，正对风面一侧的棒面膨胀系数大于背部一侧。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供了一种单晶硅棒加工装置，旨在形成环形气流，保证晶棒在同一区域能够均匀冷却，提高晶棒的加工质量。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是，包括上炉盖、下炉盖、拉升旋转机构、提拉杆、抽气管、导流筒、石英坩埚、加热器、电极柱，所述上炉盖内设置有沿提拉杆杆壁向下对晶棒进行降温的冷却机构以及防止热量散发的挡热组件，其中：
冷却机构包括套设在提拉杆外的引流板以及安装风冷器的安装底座，上炉盖的炉体上设置有进风孔，引流板上开设有降温口以及使挡热组件进入对其形成封闭结构的安装槽；
所述挡热组件包括密封在安装槽上的隔板和提供压紧力的弹簧，所述提拉杆上设置有在尾部生长状态时抬升隔板的拉块。
进一步的，所述石英坩埚的外侧焊接有防溢埚，所述防溢埚上开设有流道，所述流道的进料口低于石英坩埚的顶部。
进一步的，所述流道的下端设置有接料槽，所述接料槽上放置有衔接流道出口的接料筒。
进一步的，所述接料槽的侧端设置将接料筒送入的开口，所述开口上密封设置有推料盒体，所述接料筒放置在推料盒体上。
进一步的，所述开口上固定安装有按钮，所述按钮与开关控制器连接，推料盒体的底部具有一滑口，所述滑口上设置有一压板，按钮与压板正对设置。
进一步的，所述推料盒体的侧端设置有拉环。
进一步的，所述推料盒体上还设置有密封件。
进一步的，所述安装槽内设置有缓冲件。
本发明与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、采用环形风流，使晶棒在生长完过程中，能够实现均匀冷却，减少受风面和背风面冷却速度的差异，提高晶体在生长最后阶段的质量。
2、本发明设置有防溢埚，可以预先测量石英坩埚顶部到晶籽之间的距离，以使晶籽下降时，控制好晶籽到熔融液面的高度，确保晶籽的伸入量，防止提拉头进入熔液，造成提拉头损坏。
3、溢出的熔液落入接料筒内，可以从侧部将其拉出，避免造成浪费。
4、按钮的设置，能够达到对工作人员进行提醒的目的，防止未将推料盒体和接料筒推送，便开始进行加工，有利于避免发生事故。
本发明中的其它有益效果，还将在具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1为本发明的主体结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大结构示意图。
图3为图2中D-D处的剖视结构示意图。
图4为图1中B处的局部放大结构示意图。
图5为图4中C处的局部放大结构示意图。
图中所述文字标注表示为：1、上炉盖；2、下炉盖；3、拉升旋转机构；4、提拉杆；5、引流板；6、安装底座；7、风冷器；8、降温口；9、进风孔；10、隔板；11、弹簧；12、拉块；13、安装槽；14、缓冲件；15、抽气管；16、导流筒；17、石英坩埚；18、加热槽；19、加热器；20、电极柱；21、防溢埚；22、流道；23、接料槽；24、接料筒；25、推料盒体；26、滑口；27、拉环；28、密封件；29、按钮；30、压板。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
请参照图1，示出了本发明的主体结构：包括上炉盖1、下炉盖2、拉升旋转机构3、提拉杆4、抽气管15、导流筒16、石英坩埚17、加热器19、电极柱20；
具体的是，所述上炉盖1内设置有沿提拉杆4杆壁向下对晶棒进行降温的冷却机构以及防止热量散发的挡热组件，其中：
冷却机构包括套设在提拉杆4外的引流板5以及安装风冷器7的安装底座6，上炉盖1的炉体上设置有进风孔9，引流板5上开设有降温口8以及使挡热组件进入对其形成封闭结构的安装槽13；
所述挡热组件包括密封在安装槽13上的隔板10和提供压紧力的弹簧11，所述提拉杆4上设置有在尾部生长状态时抬升隔板10的拉块12。
具体使用时，如图2、图3所示，在晶棒生长完毕后，拉升旋转机构3拉动提拉杆4上升，使晶棒在上升过程中进行冷却(直至晶棒的最低端超出安装底座6)，上升时，拉块12会带动隔板10上升压缩弹簧11，将安装槽13上的侧开口打开，然后进行风冷，本发明采用的冷却方式是从上至下进行风冷，由风冷器7对引流板5进行吹风，由于引流板5的作用，使气流从降温口8流出，形成环形风流，让晶棒能够实现均匀冷却，使晶棒在同一体积区域范围受风面和背风面冷却速度的差异，提高晶体在生长最后阶段的质量。
在本发明结构中，请参照图4，所述石英坩埚17的下端设置有加热槽18，加热槽18内设置有加热器19，能够实现更好的化料、保温以及锁热，减少热对流损失，提高热量的利用率，该石英坩埚17的外侧焊接有防溢埚21，防溢埚21上开设有流道22，所述流道22的进料口低于石英坩埚17的顶部，下端出料口处设置有接料槽23，该接料槽23上设置有衔接流道22出口的接料筒24；为防止提拉头损坏，需要计算出晶籽刚接触液面时的高度，以便能控制晶籽在下降的位置，因此，需要在本发明装置的石英坩埚17内熔化更多的多晶硅原料，以使熔液从石英坩埚17上溢出，确保每次下降的高度一致，无需采用现有技术中信号感应，原因是在高温环境下(1420℃)，通过电容值感应或其它感应的电气元件容易烧毁，而且精度不高，本发明溢出的溶液进入防溢埚21内，从流道22流出，落入接料筒24内，为提高本发明的便捷性，可在接料槽23的侧端设置将接料筒24送入的开口，在开口上密封设置推料盒体25，该接料筒24放置在推料盒体25上，通过推动拉环27将推料盒体25和接料筒24推至炉体内。
在本发明的优选方案中，为避免出现安全隐患，可在开口上固定安装按钮29，该按钮29与开关控制器连接，只有在所有的按钮29被压板30按下，该装置才可以被启动。
优选的，为提高密封性能，所述推料盒体25上还设置有密封件28。
优选的，所述安装槽13内设置有缓冲件14。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种单晶硅棒加工装置，包括上炉盖(1)、下炉盖(2)、拉升旋转机构(3)、提拉杆(4)、抽气管(15)、导流筒(16)、石英坩埚(17)、加热器(19)、电极柱(20)，其特征在于，所述上炉盖(1)内设置有沿提拉杆(4)杆壁向下对晶棒进行降温的冷却机构以及防止热量散发的挡热组件，其中：
冷却机构包括套设在提拉杆(4)外的引流板(5)以及安装风冷器(7)的安装底座(6)，上炉盖(1)的炉体上设置有进风孔(9)，引流板(5)上开设有降温口(8)以及使挡热组件进入对其形成封闭结构的安装槽(13)；
所述挡热组件包括密封在安装槽(13)上的隔板(10)和提供压紧力的弹簧(11)，所述提拉杆(4)上设置有在尾部生长状态时抬升隔板(10)的拉块(12)。
2.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述石英坩埚(17)的外侧焊接有防溢埚(21)，所述防溢埚(21)上开设有流道(22)，所述流道(22)的进料口低于石英坩埚(17)的顶部。
3.根据权利要求2所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述流道(22)的下端设置有接料槽(23)，所述接料槽(23)上放置有衔接流道(22)出口的接料筒(24)。
4.根据权利要求3所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述接料槽(23)的侧端设置将接料筒(24)送入的开口，所述开口上密封设置有推料盒体(25)，所述接料筒(24)放置在推料盒体(25)上。
5.根据权利要求4所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述开口上固定安装有按钮(29)，所述按钮(29)与开关控制器连接，推料盒体(25)的底部具有一滑口(26)，所述滑口(26)上设置有一压板(30)，按钮(29)与压板(30)正对设置。
6.根据权利要求4-5任意一项所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述推料盒体(25)的侧端设置有拉环(27)。
7.根据权利要求6所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述推料盒体(25)上还设置有密封件(28)。
8.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述安装槽(13)内设置有缓冲件(14)。
CN201910723239.4A 2019-08-06 2019-08-06 一种单晶硅棒加工装置 Pending CN110257902A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910723239.4A CN110257902A (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种单晶硅棒加工装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910723239.4A CN110257902A (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种单晶硅棒加工装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110257902A true CN110257902A (zh) 2019-09-20

Family

ID=67912845

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910723239.4A Pending CN110257902A (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种单晶硅棒加工装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110257902A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114289408A (zh) * 2021-11-23 2022-04-08 浙江晶盛机电股份有限公司 一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101849043A (zh) * 2007-12-25 2010-09-29 信越半导体股份有限公司 单晶制造装置及制造方法
CN102011176A (zh) * 2010-11-30 2011-04-13 江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 一种带气体冷阱的硅单晶生长炉
CN203653746U (zh) * 2013-12-31 2014-06-18 英利能源（中国）有限公司 一种单晶炉硅液泄露保护装置
CN205099782U (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 乐山新天源太阳能科技有限公司 一种单晶炉
CN105603520A (zh) * 2016-01-20 2016-05-25 西安交通大学 一种高速单晶生长装置及方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101849043A (zh) * 2007-12-25 2010-09-29 信越半导体股份有限公司 单晶制造装置及制造方法
CN102011176A (zh) * 2010-11-30 2011-04-13 江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 一种带气体冷阱的硅单晶生长炉
CN203653746U (zh) * 2013-12-31 2014-06-18 英利能源（中国）有限公司 一种单晶炉硅液泄露保护装置
CN205099782U (zh) * 2015-11-20 2016-03-23 乐山新天源太阳能科技有限公司 一种单晶炉
CN105603520A (zh) * 2016-01-20 2016-05-25 西安交通大学 一种高速单晶生长装置及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114289408A (zh) * 2021-11-23 2022-04-08 浙江晶盛机电股份有限公司 一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置
CN114289408B (zh) * 2021-11-23 2022-11-22 浙江晶盛机电股份有限公司 一种硬轴单晶炉的主轴氧化物清理装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102877117B (zh) 基于多加热器的铸锭炉热场结构及运行方法
CN105603520B (zh) 一种高速单晶生长装置及方法
CN101575731A (zh) 带水冷夹套的直拉式硅单晶生长炉
CN110396715A (zh) 一种直拉单晶多次复投工艺
CN202989351U (zh) 基于多加热器的铸锭炉热场结构
CN205711031U (zh) 一种单晶炉
CN107217296A (zh) 一种硅片水平生长设备和方法
CN105887186A (zh) 硅单晶提拉设备与生长方法
CN101851782A (zh) 一种次单晶硅铸锭炉的双腔体隔热笼
CN103243392A (zh) 多晶硅铸锭炉与制备均匀细小晶粒多晶硅铸锭的方法
CN110257902A (zh) 一种单晶硅棒加工装置
CN208667897U (zh) 一种可提升拉速的单晶硅连续生产结晶的单晶炉
CN205188478U (zh) 多晶硅铸锭炉
CN205711039U (zh) 一种下部排气的多晶硅铸锭炉热场结构
CN201971920U (zh) 一种降低铸造多晶硅碳含量的装置
CN206562474U (zh) 一种蓝宝石长晶炉籽晶冷却与更换系统
CN106894082A (zh) 单晶硅生长炉
CN201942779U (zh) 一种应用在单晶炉中的热屏装置
CN109183148A (zh) 一种铸锭炉
CN206188916U (zh) 直拉单晶冷却装置
CN201962416U (zh) 晶硅铸锭炉热场热门控制装置
CN211921735U (zh) 一种提高单晶硅拉速的冷却装置
CN201217712Y (zh) 一种多晶硅定向长晶热场结构
CN102978697A (zh) 一种晶硅铸锭炉移动幕门装置及其控制方法
CN202415746U (zh) 铸锭炉

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination