CN111020690B - 挡板装置及具有其的导流筒、挡辐射装置及拉晶装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种挡板装置及具有其的导流筒、挡辐射装置及拉晶装置，所述挡板装置包括：挡板，所述挡板可转动地铰接在所述导流筒内壁上，所述挡板能够在第一状态和第二状态之间切换，以选择性地打开或关闭所述导流筒的通道。所述挡板装置结构简单，操作简便，且能够实现导流筒开闭状态的快速切换。

Description

挡板装置及具有其的导流筒、挡辐射装置及拉晶装置

技术领域

本发明实施例涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种挡板装置及具有其的导流筒、挡辐射装置及拉晶装置。

背景技术

单晶硅棒生长制造工艺中，通常采用拉晶炉进行制造生产，在拉晶炉中，导流筒的作用是将下炉室分成两个区域，分别是上部腔室和下部腔室，上下部腔室的温差会达到700～800℃。首先，在将位于下部腔室的多晶硅硅料融化后，很大一部分热量会通过导流筒的下口以热辐射的形式散发到上部腔室，导致热量流失，拉晶所需的温度达不到标准值；其次，多晶硅熔融过程中还会产生杂质，产生的杂质会进入到上部腔室，从而产生由杂质引起的单晶硅棒的位错问题，并且在拉晶结束后上部腔室也需要繁复地清洗；在后续拉晶的过程中，则需要对晶棒进行冷却，但由于导流筒的连通了上下腔室，下部腔室的热量还是会持续不断的流入到上部腔室，使上部腔室的温度难以快速降低，影响单晶硅棒的冷却效果。

发明内容

本发明实施例提供一种挡板装置及具有其的导流筒、挡辐射装置及拉晶装置。所述装置结构简单，操作简便，且能够实现导流筒开闭状态的快速切换。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种挡板装置，应用于导流筒，所述装置包括：挡板，所述挡板可转动地铰接在所述导流筒内壁上，所述挡板能够在第一状态和第二状态之间切换，以选择性地打开或关闭所述导流筒的通道。

第二方面，一种导流筒，包括：如本发明第一方面所述挡板装置以及设置于所述导流筒内壁上的转动轴，所述转动轴用于将所述挡板可转动地铰接在所述导流筒内壁上。

第三方面，本发明实施例提供了一种挡辐射装置，所述装置包括：如本发明第二方面所述导流筒以及控制模块；所述控制模块与所述挡板相连，用于控制所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换；或者，所述控制模块与所述转动轴相连，用于通过控制所述转动轴以控制所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

第四方面，本发明实施例提供了一种拉晶装置，包括如本发明第三方面所述的挡辐射装置。

在本发明实施例中：通过将所述挡板可转动地铰接在所述导流筒内壁上，根据需要选择性地打开或关闭所述挡板，能够实现导流筒开闭状态的快速切换，所述装置结构简单，操作简便，实用性强。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1A和1B所示为本发明实施例提供的一挡板的结构示意图；

图2所示为本发明实施例提供的另一种挡板的结构示意图；

图3A和3B所示为本发明实施例提供的挡板在第一状态和第二状态下的示意图；

图4所示为本发明实施例提供的一种挡辐射装置的结构示意图。

附图标记

挡板100；第一子挡板110；第二子挡板120；

转动轴200；

导流筒300；导流筒窄口端310；

提拉装置400；

提拉线500；

通孔600。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，说明书以及权利要求中使用“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，例如A和/或B，表示包含单独A，单独B，以及A和B都存在三种情况。

在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

参见图1A和1B，为本发明实施例提供的一种挡板装置。所示挡板100可转动地铰接在所述导流筒内壁上，所述导流筒300包括喇叭形筒体及与喇叭形筒体连接的窄口端310和宽口端320。

所述挡板100能够在第一状态和第二状态之间切换，以选择性地打开或关闭所述导流筒300的通道。在所述第一状态下，所述挡板100能够关闭所述导流筒300的通道，即所述挡板100从所述导流筒300侧壁移动到所述导流筒300中心，将所述导流筒300窄口端310遮蔽，起到关闭导流筒300的作用。在所述第二状态下，所述挡板100从所述导流筒300中心移动到所述导流筒300侧壁上，完全打开所述窄口端310，使得所述导流筒300通道保持畅通。

本发明的实施例中，通过将所述挡板100可转动地铰接在所述导流筒300内壁上，根据需要选择性地打开或关闭所述挡板100，能够实现导流筒300开闭状态的快速切换。

参见图2，为本发明实施例提供的另一种挡板100。所示挡板100还包括第一子挡板110和第二子挡板120。所述第一子挡板110的一端与所述第一子挡板120的一端均可转动地铰接在所述导流筒300的内壁的第一位置，所述第一子挡板110的另一端与所述第一子挡板120的另一端均可转动地铰接在所述导流筒300的内壁的第二位置。

本发明的实施例中，为第一子挡板110和第一子挡板120配合使用的挡板100结构，可以使挡板100的打开和关闭更灵活，在导流筒300内有限的空间中，挡板100只需移动较短的距离即可实现导流筒300开闭状态的快速切换。

可选的，所述挡板100为中间宽两端窄的弧形挡板100，所述弧形挡板100的弧度与所述导流筒300内壁弧度相同。所述挡板100的弧度与所述导流筒300内壁弧度相同是为了在打开导流筒300时，使得挡板100贴合在导流筒300内壁上，避免挡板100遮挡导流筒300的下口端。

此外，为了使在多晶硅熔融过程中由上腔室通入的冷却气体能通过挡板100，在子挡板110和子挡板120上设置尺寸和数量合适的通孔，该通孔处的气体流速可以阻挡多晶硅熔融时产生的杂质由通孔进入上部腔室。

可选的，所述挡板100的材料为钼、碳-碳复合材料、固化石墨毡或石墨。所述材料耐高温且制造成本较低。

需要说明的是，本发明实施例提供挡板100可以运用在任何形状的导流筒300内，例如圆柱形导流筒300。

参见图3A和3B，为本发明实施例提供的挡板100在第一状态和第二状态下的示意图。所述挡板100装置通过设置于所述导流筒300内壁上的转动轴200与导流筒300连接，所述挡板100可转动地铰接在所述导流筒300内壁上。

如图3A所示，在所述第一状态下，所述第一子挡板110和所述第一子挡板120的一侧相接。所述第一状态为，需要遮蔽所述导流筒300窄口端310时，所述第一子挡板110和所述第一子挡板120的一侧相接，关闭所述导流筒300的通道，即所述第一子挡板110和所述第一子挡板120分别从所述导流筒300侧壁移动到所述导流筒300中心，两块挡板100的一侧相接形成闭合的弧面，封闭导流筒300窄口端310，关闭所述导流筒300的通道。

如图3B所示，所述第二状态为，当需要打开所述导流筒300窄口端310时，所述第一子挡板110和所述第一子挡板120从所述导流筒300中心分别移动到贴合所述导流筒300侧壁的位置并与所述侧壁贴合，使得所述导流筒300通道保持畅通。

本发明的实施例中，第一子挡板110和第一子挡板120配合使用，可以使挡板100的打开和关闭更灵活，在导流筒300内有限的空间中挡板100只需移动较短的距离即可实现导流筒300开闭状态的快速切换。

本发明实施例提供一种挡辐射装置。所述装置包括如上所述导流筒300及控制模块。

所述控制模块与所述挡板100相连，用于控制所述挡板100在所述第一状态和所述第二状态之间切换；或者，所述控制模块与所述转动轴200相连，用于通过控制所述转动轴200以控制所述挡板100在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

第一状态为，所述挡板100需要用于遮蔽所述导流筒300窄口端310；第二状态为，所述挡板100需要打开所述导流筒300窄口端310。所述控制模块用于控制所述挡板100在所述第一状态和所述第二状态之间切换为，需要关闭或打开所述导流筒300通道时，控制模块控制所述挡板100由所述导流筒300内壁向所述导流筒300中心移动，遮蔽所述导流筒300的下端口，或者，控制所述挡板100由所述导流筒300中心向所述导流筒300内壁移动，使所述导流筒300通道保持通畅。

通过所述控制模块控制所述挡板100在第一状态和第二状态之间切换，能够实现导流筒300开闭状态的快速控制，操作简便，易于实现。

可选的，所述驱动件包括齿轮组件和电机。所述齿轮组件包括内齿轮和外齿轮，所述内齿轮设置在挡板100上，优选地，设置在所述挡板100与所述导流筒300铰接处。所述外齿轮设置在转动轴200上，优选的，可以在转动轴200上设置两段转向不同的外齿轮。具体地，当所述挡板100为两片式结构时，所述内齿轮和所述转向不同的外齿轮相互配合，带动所述挡板100朝向相对方向运动，以打开所述导流筒300的窄口端310。所述电机用于驱动所述齿轮组件运动。

参见图4，为本发明实施例提供的一种挡辐射装置的示意图。所述挡辐射装置包括控制器和驱动件，所述驱动件还包括提拉线500和提拉装置400。

所述挡板100通过所述提拉线500与所述提拉装置400连接，所述控制器控制所述提拉装置400带动所述挡板100在所述第一状态和所述第二状态之间切换。在所述挡板100上设置通孔600，所述提拉线500一端通过所述通孔600与所述挡板100相连，另一端与所述提拉装置400相连，所述提拉装置400可以是常用的驱动电机或其他具有拉升下降功能的装置。所述控制器控制提拉装置400提起或放下所述提拉线500，通过所述提拉线500进一步带动所述挡板100打开或关闭所述导流筒300通道。

本发明的实施例中，所述控制模块通过控制器控制所述驱动件，控制所述挡板100在所述第一状态和所述第二状态之间切换，实现挡板100开闭功能的自动化控制，操作便捷、自动化程度高。

本发明实施例提供一种拉晶装置，所述拉晶装置包括如上所述挡辐射装置。所述挡辐射装置位于所述拉晶装置的上部腔室和下部腔室之间。

在拉晶装置拉晶之前，熔融多晶硅料，所述挡辐射装置中的挡板100位于所述导通的中央，关闭所述导流筒300通道，将上下部腔室隔开。此时，硅熔时产生的热辐射无法通过导流筒300的下端口散发到上部腔室，防止热量通过该通道流失，并且也将多晶硅熔融产生的杂质气体隔绝，避免其流入上部腔室影响后续的拉晶质量。

当硅料熔融完成，开始拉晶时，挡辐射装置中的所述挡板100会打开，并不会妨碍正常的拉晶过程。

在拉晶完成之后冷却晶棒时，关闭挡辐射装置的导流筒300通道，可以阻挡加热器和石英坩埚对单晶硅棒的热辐射，从而使单晶硅棒能更快冷却。

本发明的实施例提供的拉晶装置，一方面可以提高单晶硅棒的生产质量，另一方面也可以降低拉晶的成本。

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那些要素，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种挡板装置，其特征在于，应用于导流筒，所述装置包括：

挡板，所述挡板可转动地铰接在所述导流筒内壁上，所述挡板能够在第一状态和第二状态之间切换，以选择性地打开或关闭所述导流筒的通道；

所述挡板还包括第一子挡板和第二子挡板；

所述第一子挡板的一端与所述第二子挡板的一端均可转动地铰接在所述导流筒的内壁的第一位置，所述第一子挡板的另一端与所述第二子挡板的另一端均可转动地铰接在所述导流筒的内壁的第二位置；

在所述第一状态下，所述第一子挡板和所述第二子挡板的一侧相接；

在所述第二状态下，所述第一子挡板和所述第二子挡板贴合在所述导流筒内壁上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挡板为中间宽两端窄的弧形挡板，所述弧形挡板的弧度与所述导流筒内壁弧度相同。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述挡板的材料为钼、碳-碳复合材料、固化石墨毡或石墨。

4.一种导流筒，其特征在于，包括：如权利要求1-3中任一项所述挡板装置以及设置于所述导流筒内壁上的转动轴，所述转动轴用于将所述挡板可转动地铰接在所述导流筒内壁上。

5.一种挡辐射装置，其特征在于，所述装置包括：如权利要求4所述导流筒以及控制模块；

所述控制模块与所述挡板相连，用于控制所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换；

或者，所述控制模块与所述转动轴相连，用于通过控制所述转动轴以控制所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：驱动件和控制器；

所述驱动件与所述挡板或所述转动轴相连，用于驱动所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换；

所述控制器与所述驱动件相连，用于控制所述驱动件带动所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动件包括齿轮组件和电机。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述驱动件还包括提拉线和提拉装置；

所述挡板通过所述提拉线与所述提拉装置连接，所述控制器控制所述提拉装置带动所述挡板在所述第一状态和所述第二状态之间切换。

9.一种拉晶装置，其特征在于，包括如权利要求5-8中任一项所述的挡辐射装置。

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