CN111455452A - 一种加料装置、拉晶炉及加料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加料装置、拉晶炉及加料方法，所述加料装置包括：上下贯通的第一加料管；牵引件，穿过所述第一加料管；送料件，设置于所述第一加料管内，且所述送料件环绕所述牵引件呈螺旋方式设置；可收缩和展开的散料组件，沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，且位于所述送料件的下方。本发明所提供的加料装置的送料件与熔液表面的距离可控，可以预防熔液的飞溅，从而避免热场和导流筒的损坏，另外还可以利用旋转所产生的离心力将多晶硅原料散布于石英坩埚的边缘，加速多晶硅原料的熔化，缩短工艺时间。

Description

一种加料装置、拉晶炉及加料方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种加料装置、拉晶炉及加料方法。

背景技术

单晶硅也称硅单晶，是电子信息材料中最基础性的材料，属半导体材料类。单晶硅主要用于半导体集成电路、二极管、外延片衬底、太阳能电池等。目前半导体行业倾向于使用大尺寸的单晶硅晶圆，因此市场上对大尺寸单晶硅棒的需求越来越多，同时对拉晶炉、热场和石英坩埚的需求也趋向于更大尺寸，但是，由于多晶硅原料在固体时的密度小，且孔隙度大，导致在制备大尺寸单晶硅棒的投料过程中会产生二次投料的需求。

请参见图1，图1是现有技术提供的一种拉晶炉的结构示意图。图1中包括了目前使用的一种二次加料装置10，这种二次加料装置10的底部为第二散料板102，在完成第二加料管101的填料动作之后，将其放置于副炉室100中，并下降至一定高度，即可将第二加料管101中的待输送材料60(例如多晶硅原料)依靠自身重力排出至石英坩埚50中，这种二次加料装置10的加料速度快且结构简单。

但是，这种二次加料装置10的第二散料板102的底部距离熔液110的液面非常近，第二散料板102下降速度过大时容易对熔液110的液面产生冲击，容易导致熔液110飞溅，从而污染内部热场和上部的导流筒90，对导流筒90底部的石英硝形成冲击，导致熔液110挂在其上，严重时将导致其脱落，直接影响单晶硅棒的品质或成晶率。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种加料装置、拉晶炉及加料方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种加料装置，包括：

上下贯通的第一加料管；

牵引件，穿过所述第一加料管；

送料件，设置于所述第一加料管内，且所述送料件环绕所述牵引件呈螺旋方式设置；

可收缩和展开的散料组件，沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，且位于所述送料件的下方。

在本发明的一个实施例中，还包括保护套管，套设于所述牵引件上，所述保护套管上设置有进气口，且从所述保护套管的第一端至第二端还设置有若干排气孔。

在本发明的一个实施例中，所述送料件活动设置于所述第一加料管内，且所述送料件环绕所述保护套管呈螺旋方式固定设置于所述保护套管上。

在本发明的一个实施例中，所述送料件固定设置于所述第一加料管的内壁上。

在本发明的一个实施例中，还包括倒锥形的物料环，所述物料环的第一端固定设置于所述第一加料管的内壁上且位于所述送料件的上方。

在本发明的一个实施例中，所述散料组件包括可收缩和展开的散料件、可收缩和展开的二次散料件，其中，

所述散料件位于所述二次散料件的上方，所述散料件的第一端环绕所述牵引件且沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，所述散料件的第二端转动连接至所述二次散料件上，所述二次散料件的第一端环绕所述牵引件且沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上。

在本发明的一个实施例中，所述散料件包括若干第一散料板，所述二次散料件包括若干二次散料板，其中，

所述若干第一散料板的第一端环绕所述牵引件且呈间隔方式沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，所述若干二次散料板的第一端环绕所述牵引件且呈间隔方式沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，每个所述第一散料板的第二端均通过转轴对应连接至一所述二次散料板上。

在本发明的一个实施例中，所述散料组件还包括伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接至所述二次散料件的底端。

本发明一个实施例还提供一种拉晶炉，包括上述任一项实施例所述的加料装置。

本发明一个实施例还提供一种加料方法，利用上述任一项实施例所述的加料装置进行加料，所述加料方法包括：

将加料装置安置于距离熔液液面第一距离的拉晶炉的副炉室中；

按照第一预设方式或者第二预设方式将待输送材料输送至坩埚中，其中，所述第一预设方式为先将所述牵引件和所述散料组件向下移动至距离所述熔液液面第二距离的位置，再旋转所述牵引件和所述散料组件，所述第二预设方式为向下移动所述牵引件和所述散料组件的同时旋转所述牵引件和所述散料组件。

本发明的有益效果：

本发明可将牵引件通过挂扣与牵引籽晶移动和旋转的牵引绳相连接，同时还设置有一环绕牵引件且呈螺旋方式设置的送料件，因此当第一加料管内装满多晶硅原料并将加料装置移动至距离熔液的液面一定距离时，可以通过牵引籽晶移动的籽晶旋转系统将散料组件向下移动，并且还可以利用该装置转动牵引件，散料组件便可以随之转动，多晶硅原料便可以随转动的散料组件被输送至石英坩埚中，这种籽晶旋转系统的移动和旋转速度可调，能够使散料组件与熔液表面的距离可控，可以预防熔液的飞溅，从而避免热场和导流筒的损坏，另外还可以利用旋转所产生的离心力将多晶硅原料散布于石英坩埚的边缘，加速多晶硅原料的熔化，缩短工艺时间。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是现有技术提供的一种拉晶炉的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种加料装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种拉晶炉的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种加料装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种拉晶炉的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种物料环的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种散料组件的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种加料方法的流程示意图。

附图标记说明：

二次加料装置-10；加料装置-20；第一挂扣-30；牵引绳-40；石英坩埚-50；待输送材料-60；第二挂扣-70；挂扣壁-80；导流筒-90；副炉室-100；熔液-110；保护套管-120；物料环-130；连接杆-140；第二加料管-101；第二散料板-102；第一加料管-201；牵引件-202；送料件-203；散料组件-204；进气口-1201；排气孔-1022；散料件-2041；二次散料件-2042；伸缩件-2043；第一散料板-20411；二次散料板-20421。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种加料装置的结构示意图。本发明实施例提供一种加料装置20，该加料装置20包括上下贯通的第一加料管201、牵引件202、送料件203以及可收缩和展开的散料组件204，其中，牵引件202穿过第一加料管201，送料件203设置于第一加料管201内，且送料件203环绕牵引件202呈螺旋方式设置，散料组件204沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，且散料组件204位于送料件203的下方。

在本实施例中，送料件203的设置方式有两种，第一种设置方式为送料件203活动设置于第一加料管201内，同时还环绕牵引件202呈螺旋方式设置并固定设置于牵引件202上，第二种设置方式为送料件203固定连接于第一加料管201的内壁上，而牵引件202穿过送料件203。

请参见图2和图3，具体地，当需要利用本实施例的加料装置20向石英坩埚50内进行二次加料时，可以首先将牵引件202的一端通过第一挂扣30与牵引籽晶移动和转动的牵引绳40进行连接，因为该牵引绳40可以随着籽晶旋转系统(示例图中未示出)进行上下移动和转动，因此牵引件202便可以随着牵引绳40的运动而运动，另外，在向第一加料管201加入待输送材料60(例如多晶硅原料)时，需先利用散料组件204底端将第一加料管201的出料端封闭住，以免第一加料管201中的待输送材料60在未添加至石英坩埚50之前从第一加料管201的出料端流出，本实施例对待输送材料60的添加顺序没有具体要求，其可以为在将第一加料管201通过第二挂扣70安装于拉晶炉内的挂扣壁80上之后添加，也可以为在将第一加料管201通过第二挂扣70安装于拉晶炉内的挂扣壁80上之前再添加。在将第一加料管201通过第二挂扣70安装于拉晶炉内的挂扣壁80上后，当需要向石英坩埚50内添加待输送材料60时，便可以通过籽晶旋转系统控制牵引绳40向下移动，与牵引件202固定连接的散料组件204便可以随之向下移动，当其运动到距离熔液110的液面一定距离时，便可以停止运动，该距离可以根据实际情况进行调整，本实施例对此不做具体限定。当散料组件204停止向下移动时，便可以在第一加料管201的出料端和散料组件204之间形成一可以使待输送材料60流出的通道。

此时，若送料件203呈螺旋方式固定设置于牵引件202上，便可以通过籽晶旋转系统控制牵引绳40进行旋转，使得送料件203可以随着牵引绳40按照一定的速度进行旋转。而第一加料管201内的待输送材料60便可以随着送料件203以螺旋送料的方式落入石英坩埚50内，这种给料方式不仅依靠待输送材料60本身的重力，更主要依靠于送料件203的螺旋给料方式，因为送料件203的旋转速度可以根据籽晶旋转系统进行控制，则可以实现对送料件203的给料速度进行有效控制，解决了待输送材料60因依靠自身重力造成的卸料速度不受控制的问题。若送料件203固定连接于第一加料管201的内壁上，此时，送料件203上的待输送材料60可以依靠自身的重力沿按螺旋方式设置的送料件203的上端向下端送料。

在一个具体实施例中，本实施例在第一加料管201的出料端的下方还设置了一可进行展开和收缩的散料组件204，为了避免散料组件204与导流筒90相接触，而对导流筒90造成损坏，因此当加料装置20在使用过程中，散料组件204会经过导流筒90，在散料组件204经过导流筒90之前，需将散料组件204进行收缩，使其收缩至不再触碰导流筒90，而当其需要向石英坩埚50内进行填料时，则应使散料组件204处于展开状态，从而便于待输送材料60从散料组件204落入至石英坩埚50的边缘处，这样可以加速待输送材料60的熔化，从而缩短工艺时间。为了便于散料组件204的收缩和展开，散料组件204的连接端沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，使散料组件204的连接端可沿牵引件202的轴向进行转动，散料组件204与牵引件202例如可以通过转轴连接。

本实施例不对散料组件204的大小做限制，只要其满足在加料装置20未向石英坩埚50内进行填料之前，散料组件204能够将第一加料管201的出料端封闭住，且不会触碰导流筒90，同时当散料组件204处于展开状态，在散料组件204进行旋转时能够将待输送材料60输送至石英坩埚50的边缘处即可。

另外，本实施例不对牵引件202进行限制，只要其满足能够与牵引绳40连接，同时还能将送料件203和散料组件204安装于其上，同时在送料过程中能够承受高温且不断裂即可，例如牵引件202可以为牵引绳。

应该理解的是，本实施例所提供的加料装置20的工作顺序并不是唯一的工作顺序，本领域技术人员在使用本实施例所提供的加料装置20时，可以根据实际需求调整工作顺序，例如可以利用籽晶旋转系统使加料装置20边向下移动的同时边转动。

另外，在向第一加料管201添加待输送材料60前和第一加料管201向石英坩埚50添加完成待输送材料60后，第一加料管201内部会残留待输送材料60，因此第一加料管201的清洁工作会比较困难，这样也会使得牵引件202上也残留待输送材料60，因为牵引件202需要承担待输送材料60的重力，因此一般会采用金属材料，而为了避免金属材料对待输送材料60造成污染，因此会在牵引件202涂覆一层涂层，以免金属材料直接与待输送材料60接触，因此当牵引件202经多次使用之后，牵引件202表面的涂层会因为磨损使其金属材料裸漏，这样容易对待输送材料60造成污染，由此会导致所制备的晶棒的bulk Fe(体金属铁)等金属含量超标。

请参见图4和图5，因此本实施例的加料装置20还可以设置一保护套管120，该保护套管120套设于牵引件202上，且保护套管120上设置有进气口1201，且从保护套管120的第一端(即上端部)至第二端(即下端部)还设置有若干排气孔1022。

在本实施例中，当加料装置20还设置了保护套管120时，送料件203的设置方式也有两种，第一种设置方式为送料件203固定连接于第一加料管201的内壁上，而牵引件202穿过保护套管120，第二种设置方式为送料件203活动设置于第一加料管201内，同时还环绕保护套管120呈螺旋方式设置并固定设置于保护套管120上，也就是说，当加料装置20未设置保护套管120时，送料件203直接固定设置于牵引件202上，当加料装置20设置保护套管120时，送料件203直接固定设置于保护套管120上。保护套管120与牵引件202固定连接，只要保证保护套管120与牵引件202的连接部位不影响压缩空气在保护套管120内的流动即可，保护套管120可以保护牵引件202以免牵引件202直接与待输送材料60接触，且进气口1201设置于保护套管120的上端，进气口1201与压缩空气相连接，当需要对牵引件202进行清理时，可以通过进气口1201将压缩空气通入保护套管120中，压缩空气将沿保护套管120的轴向流动，并由保护套管120表面的排气孔1022排出，同时当利用籽晶旋转系统控制牵引件202进行旋转时，保护套管120可以随之一起旋转，这样不仅能够对牵引件202表面进行清洁，避免牵引件202上的金属材料污染待输送材料60，还有利于对第一加料管201的内壁和送料件203进行清洁，去除残留的待输送材料60，这样还可以避免需要人为将加料装置20内部结构拆除进行清洗的繁琐步骤，避免了因需要对加料装置20进行清洁而造成的意外事件发生。本实施例对于保护套管120上所有的排气孔1022的设置方式不做具体限定，只要其达到清洁效果即可，例如在护套管120上沿保护套管120的周向设置有N列排气孔1022，N例如为4、5、6等，保护套管120的材料例如可以为石英。

请参见图4、图5和图6，又另外，本实施例的加料装置20还可以设置一倒锥形的物料环130，物料环130的第一端(即上端部)固定设置于第一加料管201的内壁上且位于送料件203的上方。

在本实施例中，倒锥形的物料环130即为物料环130的第一端的横截面积至物料环130的第二端(即下端部)的横截面积逐渐减小，且物料环130的第二端为一通孔，该通孔的大小可以根据实际情况进行确定，该倒锥形的物料环130是用于将待输送材料60沿物料环130的上壁面向中心集中以输送到送料件203上，因此该通孔的大小只要满足不阻碍待输送材料60的输送即可，为了使物料环130更牢固的设置，因此当加料装置20未设置保护套管120时，可以通过环绕牵引件202均匀间隔设置的若干连接杆140将物料环130与牵引件202固定连接，当加料装置20设置保护套管120时，则可以通过环绕牵引件202均匀间隔设置的若干连接杆140将物料环130与保护套管120固定连接，在完成向第一加料管201内部装填待输送材料60后，在向石英坩埚50输送待输送材料60且在送料件203进行上下移动时，倒锥形的物料环130可将由待输送材料60的重力所产生的压力向中心集中，这样可以避免在向石英坩埚50输送待输送材料60时，待输送材料60直接冲击第一加料管201的内壁，造成第一加料管201破损的现象产生，在此基础之上，本实施例的物料环130可以与第一加料管201的上端部设置一预设距离，该预设距离应该满足在物料环130之上能够放置一定量的待输送材料60，这样可以增大第一加料管201内单次待输送材料60的装载量，节省工艺时间，避免因多次的“二次加料动作”而造成的炉内污染，间接提高单晶率，物料环130例如设置在第一加料管201的1/2处，物料环130的最底端和送料件203的最上端之间的距离只要满足其不妨碍待输送材料60向石英坩埚50输送即可。本实施例的物料环130为实心结构，物料环130的材料例如为钼，连接杆140的材料也可以为钼，连接杆140的数量例如为3个。

进一步地，第一加料管201的形状为圆筒形。

进一步地，送料件203的材料为钼。

进一步地，送料件203与待输送材料60的接触面为平面或弧面。

具体地，送料件203是通过螺旋送料的方式将待输送材料60输送至石英坩埚50中，因此待输送材料60需要落入至送料件203的上表面并通过其进行输送，而承接待输送材料60的送料件203的上表面即为接触面，该接触面可以为平面，也可以为弧面，或者其它可以输送待输送材料60的接触面，对此本实施例不做具体限定。

请再次参见图2，在一个具体实施例中，散料组件204包括可收缩和展开的散料件2041、可收缩和展开的二次散料件2042，其中，散料件2041位于二次散料件2042的上方，散料件2041的第一端环绕牵引件202且沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，散料件2041的第二端转动连接至二次散料件2042上，二次散料件2042的第一端环绕牵引件202且沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上。

具体地，散料件2041位于二次散料件2042的上方，且散料件2041环绕牵引件202进行设置，为了便于散料件2041的收缩和展开，散料件2041的第一端沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，使散料件2041的第一端可沿牵引件202的轴向进行转动，散料件2041与牵引件202例如可以通过转轴连接，另外，为了便于二次散料件2042的收缩和展开，二次散料件2042的第一端沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，使二次散料件2042的第一端可沿牵引件202的轴向进行转动，二次散料件2042与牵引件202例如可以通过转轴连接。

待输送材料60在落至散料件2041上时，可以通过散料件2041再滑落至二次散料件2042上，而落至二次散料件2042上的待输送材料60便可以随着二次散料件2042的旋转作用所产生的离心力落入至石英坩埚50的边缘处，从而加速待输送材料60的熔化，缩短工艺条件。另外，因为二次散料件2042可以进行收缩和展开，则可以保证二次散料件2042在经过导流筒90时，使其处于收缩状态，可以不触碰导流筒90，同时还可以保证在向石英坩埚50添加待输送材料60时，使其处于展开状态，而便于使待输送材料60可以随着二次散料件2042的旋转作用所产生的离心力落入至石英坩埚50的边缘处；同时，因为散料件2041的第二端转动连接至二次散料件2042之上，则可以使得散料件2041不会阻碍二次散料件2042的收缩和展开，例如散料件2041的第二端可以通过转轴连接至二次散料件2042的上表面。

请参见图7，进一步地，散料件2041包括若干第一散料板20411，二次散料件2042包括若干二次散料板20421，其中，若干第一散料板20411的第一端环绕牵引件202且呈间隔方式沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，若干二次散料板20421的第一端环绕牵引件202且呈间隔方式沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，每个第一散料板20411的第二端均通过转轴对应连接至一二次散料板20421上。

在实际使用时，因为第一散料板20411和二次散料板20421一般为硬质品，很难合成一体安装于牵引件202之上，因此本实施例为了便于制作，通过多个第一散料板20411环绕牵引件202均匀的进行设置，且相邻两个第一散料板20411之间可以存在一定的间隙，只要该间隙不会让待输送材料60掉落即可，第一散料板20411与牵引件202的连接端沿牵引件202轴向可转动，例如第一散料板20411与牵引件202通过转轴连接；同时还通过多个二次散料板20421环绕牵引件202均匀的进行设置，且相邻两个二次散料板20421之间可以存在一定的间隙，只要该间隙不会让待输送材料60掉落即可，二次散料板20421与牵引件202的连接端可沿牵引件202轴向转动，例如二次散料板20421与牵引件202通过转轴连接。

优选地，相邻两个第一散料板20411之间的间隙宽度为3～5mm。

优选地，相邻两个二次散料板20421之间的间隙宽度为3～5mm。

优选地，第一散料板20411和二次散料板20421的材料包括石英材质或钼材质。

请参见图2，在一个具体实施例中，散料组件204还包括伸缩件2043，伸缩件2043的两端分别连接至二次散料件2042的底端。

本实施例在二次散料件2042的底端安装了一可以进行伸缩的伸缩件2043，因此当给伸缩件2043施加一定的压力时，便可以使得伸缩件2043进行压缩，当其压缩时，便可以带动二次散料件2042收缩，而当该压力解除时，伸缩件2043可以自行恢复至原状态，则同时可以带动二次散料件2042展开，在实际使用时，因为本实施例的二次散料件2042在展开状态时，其尺寸会大于第一加料管201的出料端，因此当籽晶旋转系统向上提拉牵引绳40时，会带动二次散料件2042向上运动，而当二次散料件2042与第一加料管201的出料端相接触时，由于第一加料管201不动，而二次散料件2042向上移动，则第一加料管201的出料端便会对二次散料件2042施加作用力，从而使得伸缩件2043产生压缩，带动二次散料件2042产生收缩，当籽晶旋转系统向下降低牵引绳40时，当二次散料件2042脱离第一加料管201时，便可以在伸缩件2043的作用力下展开。

进一步地，为了使得伸缩件2043的效果达到最佳，可以使得伸缩件2043的两端沿牵引件202的中心线对称连接至二次散料件2042的底端，这样便可以施加均匀的作用力至二次散料件2042上，保证其能够顺利的收缩和展开。

另外，对于间隔设置的二次散料板20421，其底端的伸缩件2043的个数可以根据二次散料板20421的数量进行设置，例如，每对称设置的两个二次散料板20421之间通过一个伸缩件2043进行连接。

优选地，伸缩件2043包括弹簧。

进一步地，当送料件203呈螺旋方式固定设置于牵引件202上时，可以使送料件203的螺距为待输送材料60直径的1.5-2倍。

进一步地，当送料件203呈螺旋方式固定设置于牵引件202上时，可以使送料件203的外边缘与第一加料管201的内壁的距离为3～5mm。

具体地，为了防止待输送材料60从送料件203的外边缘与第一加料管201之间通过而直接落入至石英坩埚50中，应使送料件203的外边缘与第一加料管201的内壁之间的距离较小，只要保证送料件203的外边缘与第一加料管201的内壁不会直接产生摩擦即可，本实施例考虑到待输送材料60的粒径大小，将送料件203的外边缘与第一加料管201的内壁之间的距离设定为3～5mm，以免待输送材料60从送料件203的外边缘与第一加料管201之间通过而直接落入至石英坩埚50中，应该理解的是，对于其它利用本实施例所提供的加料装置20进行加料的材料，因材料的粒径不同，送料件203的外边缘与第一加料管201的内壁之间的距离还可以为其它数值，本实施例对此不做具体限定。

另外，对于送料件203呈螺旋方式固定设置于牵引件202上的加料装置20，其送料件203可以进行更换，并且其大小还可以根据待输送材料60的大小进行更换，以便于满足不同的送料需求。

本实施例所提供的加料装置20的送料件203可以呈螺旋方式固定设置于牵引件202或者保护套管120上，也可以固定设置于第一加料管201的内壁上，当送料件203呈螺旋方式固定设置于牵引件202上或者保护套管120上时，可以充分利用籽晶旋转系统所产生的移动和旋转作用，从而能够对送料件203的送料速度进行有效地控制，而送料件203固定设置于第一加料管201的内壁上时，其可以充分利用待输送材料60自身的重力作用实现送料；另外，保护套管120可以避免牵引件202直接与待输送材料60进行接触，同时还能够对第一加料管201、牵引件202和送料件203进行清洁，本实施例还可以在送料件203的上方设置一物料环130，使待输送材料60沿物料环130的上壁面向中心集中以输送到送料件203上，以免待输送材料60破坏第一加料管201的内壁；本实施例的加料装置20还在第一加料管201的出料端的下方设置了一可进行展开和收缩的散料组件204，散料组件204可以使得待输送材料60从散料组件204落入至石英坩埚50的边缘处，这样可以加速待输送材料60的熔化，从而缩短工艺时间。另外，本实施例的加料装置20充分利用了籽晶旋转系统所产生的移动和旋转作用，而不用另外配置控制加料装置20运动的系统，极大的节省了成本和节省了空间。

应该说明的是，本实施例所提供的加料装置20不仅适用于大尺寸单晶硅棒的二次投料的需求，还适用于其它满足该加料装置20加料的环境，对此本实施例不做具体限定。

实施例二

请参见图2和图3，本实施例在上述实施例的基础上，还提供一拉晶炉，该拉晶炉可以包括加料装置20、籽晶旋转系统、第一挂扣30、牵引绳40、石英坩埚50、导流筒90、副炉室100，其中，加料装置20通过第一挂扣30连接至牵引绳40上，籽晶旋转系统控制牵引绳40移动和转动，石英坩埚50用于盛放待输送材料60，将其加热熔化成熔液110，并利用加料装置20向石英坩埚50添加待输送材料60。

请参见图2、图3和图7，该加料装置20具体可以包括上下贯通的第一加料管201、牵引件202、送料件203以及可收缩和展开的散料组件204，其中，牵引件202穿过第一加料管201，送料件203设置于第一加料管201内，且送料件203环绕牵引件202呈螺旋方式设置，散料组件204沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，且散料组件204位于送料件203的下方。

在一个实施例中，该加料装置20还包括保护套管120，套设于牵引件202上，保护套管120上设置有进气口1201，且从保护套管120的第一端至第二端还设置有若干排气孔1022。

在一个实施例中，送料件203活动设置于第一加料管201内，且送料件203环绕保护套管120呈螺旋方式固定设置于保护套管120上。

在一个实施例中，送料件203固定设置于第一加料管201的内壁上。

在一个实施例中，该加料装置20还包括倒锥形的物料环130，物料环130的第一端固定设置于第一加料管201的内壁上且位于送料件203的上方。

在一个实施例中，散料组件204包括可收缩和展开的散料件2041、可收缩和展开的二次散料件2042，其中，散料件2041位于二次散料件2042的上方，散料件2041的第一端环绕牵引件202且沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，散料件2041的第二端转动连接至二次散料件2042上，二次散料件2042的第一端环绕牵引件202且沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上。

在一个实施例中，散料件2041包括若干第一散料板20411，二次散料件2042包括若干二次散料板20421，其中，若干第一散料板20411的第一端环绕牵引件202且呈间隔方式沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，若干二次散料板20421的第一端环绕牵引件202且呈间隔方式沿牵引件202轴向转动连接至牵引件202上，每个第一散料板20411的第二端均通过转轴对应连接至一二次散料板20421上。

在一个实施例中，散料组件204还包括伸缩件2043，伸缩件2043的两端分别连接至二次散料件2042的底端。

若本实施例的送料件203呈螺旋方式固定设置于牵引件202上或者保护套管120上时，可以充分利用籽晶旋转系统所产生的移动和旋转作用，从而能够对送料件203的送料速度进行有效地控制，若本实施例的送料件203固定设置于第一加料管201的内壁上时，其可以充分利用待输送材料60自身的重力作用实现送料。

实施例三

请同时参见图2、图3、图4、图5和图8，本实施例在上述实施例的基础上提供一种加料方法，该加料方法包括步骤1-步骤2，其中：

步骤1、将加料装置20安置于距离熔液110液面第一距离的拉晶炉的副炉室100中。

具体地，当需要利用加料装置20向石英坩埚50内进行二次加料时，可以首先将牵引件202的一端通过第一挂扣30与牵引籽晶移动和转动的牵引绳40进行连接，之后，便可以将第一加料管201通过第二挂扣70安装于副炉室100的挂扣壁80上，此时加料装置20的底端与石英坩埚50中的熔液110液面的距离为第一距离，第一距离应保证加料装置20的底端不与石英坩埚50中的熔液110液面相接触，同时还需要保证步骤2中将散料组件204向下移动一段距离后，仍能够保证加料装置20的底端不与石英坩埚50中的熔液110液面相接触。

步骤2、按照第一预设方式或者第二预设方式将待输送材料60输送至坩埚中，其中，第一预设方式为先将牵引件202和散料组件204向下移动至距离熔液110液面第二距离的位置，再旋转牵引件202和散料组件204，第二预设方式为向下移动牵引件202和散料组件204的同时旋转牵引件202和散料组件204。

具体地，本实施例的加料装置20的加料方式可以有两种，第一种加料方式为按照第一预设方式将待输送材料60输送至石英坩埚50中，第一预设方式为首先需要将牵引件202和散料组件204向下移动，直至散料组件204的下端与熔液110液面之间的距离为第二距离为止，第二距离应为散料组件204的底端不与石英坩埚50中的熔液110液面相接触，同时还能够在当散料组件204旋转时，使散料组件204上的待输送材料60从散料组件204落入至石英坩埚50的边缘处，之后，便可以旋转牵引件202和散料组件204，从而使得待输送材料60从散料组件204落入至石英坩埚50的边缘处。第二种加料方式为按照第二预设方式将待输送材料60输送至石英坩埚50中，第二预设方式为在将牵引件202和散料组件204向下移动的同时旋转牵引件202和散料组件204，散料组件204向下移动后与熔液110液面之间的距离可以为第二距离，因此，在牵引件202和散料组件204向下移动并进行旋转时，便可以使得待输送材料60从散料组件204落入至石英坩埚50中。

另外，在向石英坩埚50中加料结束后，还可以通过籽晶旋转系统控制牵引绳40进行上下移动，并通过籽晶旋转系统控制牵引绳40，以带动保护套管120和牵引件202一起进行上下移动和旋转，此时通过进气口1201将压缩空气通入至保护套管120内，以对第一加料管201、牵引件202和送料件203进行清洁。

清洁完毕之后，便可以通过籽晶旋转系统控制牵引绳40向上移动，以便于将散料组件204收和取出。

本发明实施例提供的加料方法是利用上述实施例的加料装置20进行加料，其实现原理和技术效果与上述实施例的加料装置20类似，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种加料装置，其特征在于，包括：

上下贯通的第一加料管；

牵引件，穿过所述第一加料管；

送料件，设置于所述第一加料管内，且所述送料件环绕所述牵引件呈螺旋方式设置；

可收缩和展开的散料组件，沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，且位于所述送料件的下方。

2.根据权利要求1所述的加料装置，其特征在于，还包括保护套管，套设于所述牵引件上，所述保护套管上设置有进气口，且从所述保护套管的第一端至第二端还设置有若干排气孔。

3.根据权利要求2所述的加料装置，其特征在于，所述送料件活动设置于所述第一加料管内，且所述送料件环绕所述保护套管呈螺旋方式固定设置于所述保护套管上。

4.根据权利要求1或2所述的加料装置，其特征在于，所述送料件固定设置于所述第一加料管的内壁上。

5.根据权利要求1所述的加料装置，其特征在于，还包括倒锥形的物料环，所述物料环的第一端固定设置于所述第一加料管的内壁上且位于所述送料件的上方。

6.根据权利要求1所述的加料装置，其特征在于，所述散料组件包括可收缩和展开的散料件、可收缩和展开的二次散料件，其中，

所述散料件位于所述二次散料件的上方，所述散料件的第一端环绕所述牵引件且沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，所述散料件的第二端转动连接至所述二次散料件上，所述二次散料件的第一端环绕所述牵引件且沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上。

7.根据权利要求6所述的加料装置，其特征在于，所述散料件包括若干第一散料板，所述二次散料件包括若干二次散料板，其中，

所述若干第一散料板的第一端环绕所述牵引件且呈间隔方式沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，所述若干二次散料板的第一端环绕所述牵引件且呈间隔方式沿所述牵引件轴向转动连接至所述牵引件上，每个所述第一散料板的第二端均通过转轴对应连接至一所述二次散料板上。

8.根据权利要求6所述的加料装置，其特征在于，所述散料组件还包括伸缩件，所述伸缩件的两端分别连接至所述二次散料件的底端。

9.一种拉晶炉，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的加料装置。

10.一种加料方法，其特征在于，利用权利要求1至8任一项所述的加料装置进行加料，所述加料方法包括：

将加料装置安置于距离熔液液面第一距离的拉晶炉的副炉室中；

按照第一预设方式或者第二预设方式将待输送材料输送至坩埚中，其中，所述第一预设方式为先将所述牵引件和所述散料组件向下移动至距离所述熔液液面第二距离的位置，再旋转所述牵引件和所述散料组件，所述第二预设方式为向下移动所述牵引件和所述散料组件的同时旋转所述牵引件和所述散料组件。

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