CN112893789B - 一种用于生产半导体材料箔的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体材料箔生产相关技术领域，具体是一种用于生产半导体材料箔的装置及方法，所述用于生产半导体材料箔的装置包括底座及安装在所述底座上的加工台，所述底座上通过安装架固定有热熔罐，所述热熔罐与安装在其侧端的输送腔连通，所述输送腔上安装有出口朝向所述加工台的出料管，且所述出料管上设置有倾斜部，所述输送腔的内侧设置有输送组件；所述加工台上放置有基板带，所述基板带朝向所述加工台的一侧粘附有柔性磁铁，所述加工台的一端安装有驱动辊，所述驱动辊上安装有与所述柔性磁铁吸引的环形金属；所述加工台上与所述出料管出口相对的位置处设置有冷却流道，所述冷却流道与安装在底座侧端的循环组件连通。

Description

一种用于生产半导体材料箔的装置及方法

技术领域

本发明涉及半导体材料箔生产相关技术领域，具体是一种用于生产半导体材料箔的装置及方法。

背景技术

半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。

半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用，如二极管就是采用半导体制作的器件。

铂的化学性质不活泼，在空气和潮湿环境中稳定，低于 450℃加热时，表面形成二氧化箔薄膜，高温下能与硫、磷、卤素发生反应。箔不溶于盐酸、硫酸、硝酸和碱溶液，但可溶于王水和熔融的碱。

用于生产结晶半导体箔的装置，该装置被设置用于从一定量的熔化的流体半导体中拉出半导体材料箔，现有技术的铸造设备的缺点是以这种方式制造的晶片常常显示出粗糙的上表面。该粗糙表面是由在结晶箔的顶部上拖出熔化的硅膜而引起的。在铸造加工期间，当基片带接触熔化的硅时，硅箔开始生长。在其穿过铸造框架的下面与熔化的硅相接触期间，硅晶片生长到其所需的厚度。在铸造框架的出口处，熔化的硅被铸造框架出口壁阻止。由于铸造框架出口壁可在垂直方向上移动以适应箔厚度的变化，因此一小量的熔化硅被从固体硅箔的顶部上的铸造框架中取出。离开铸造框架后，该液体在冷却期间以更不可控的方式结晶，造成粗糙的晶片表面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于生产半导体材料箔的装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于生产半导体材料箔的装置，所述用于生产半导体材料箔的装置包括底座及安装在所述底座上的加工台，所述底座上通过安装架固定有热熔罐，所述热熔罐与安装在其侧端的输送腔连通，所述输送腔上安装有出口朝向所述加工台的出料管，且所述出料管上设置有倾斜部，所述输送腔的内侧设置有输送组件，当输送组件运动时以将输送腔内的半导体原料进行挤压输送，以使出料管流出的半导体原料具有外部压力；

所述加工台上放置有基板带，所述基板带朝向所述加工台的一侧粘附有柔性磁铁，所述加工台的一端安装有驱动辊，所述驱动辊上安装有与所述柔性磁铁吸引的环形金属，当所述驱动辊转动时配合环形金属与柔性磁铁的作用驱动基板带水平移动，所述驱动辊的侧端还设置有与所述柔性磁铁连接的收卷辊，所述收卷辊的转轴通过第一传动带与安装在所述底座上的第二电机的输出轴转动连接，且通过第二传动带与所述驱动辊的转轴转动连接；

所述加工台上与所述出料管出口相对的位置处设置有冷却流道，所述冷却流道与安装在底座侧端的循环组件连通；所述基板带在移动过程中与出料管的端部抵接，半导体原料通过倾斜部流出，从而使得半导体材料箔形成厚度相同。

作为本发明进一步的方案：所述输送组件包括转动安装在所述输送腔内的输送轴及固定在所述输送轴上的螺旋叶片。

作为本发明再进一步的方案：所述热熔罐的内侧转动安装有搅拌轴，所述搅拌轴的一端贯穿所述热熔罐且通过锥齿轮组与输送轴的转轴转动连接，另一端与安装在所述热熔罐上的第一电机的输出轴固定连接；

位于所述热熔罐内的搅拌轴上固定有多组搅拌棒。

作为本发明再进一步的方案：所述热熔罐的外侧包裹有加热件。

作为本发明再进一步的方案：所述搅拌轴上还通过连接杆固定有至少一个与所述热熔罐内壁抵接的刮板。

作为本发明再进一步的方案：所述循环组件包括安装在所述底座上的循环泵，所述循环泵的进口通过导管与所述冷却流道的一端连通，所述循环泵的进口连通有安装在所述底座上的冷却腔连通，所述冷却腔远离所述循环泵的一侧通过另一导管与所述冷却流道的另一端连通。

作为本发明再进一步的方案：所述冷却流道呈蛇形状设置，且所述冷却流道内填充有冷却油。

一种用于生产半导体材料箔的方法，采用所述的用于生产半导体材料箔的装置，所述用于生产半导体材料箔的方法包括：

将热熔后的半导体原料置于热熔罐内，半导体原料流入到输送腔内并通过出料管流出，同时输送腔内的输送组件对半导体原料产生推动力；

将基板带通过柔性磁铁与驱动辊的作用在加工台上匀速移动，半导体原料通过出料管流出，并通过设置的倾斜部使得半导体原料流到基板带上，通过冷却流道的作用形成半导体材料箔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，设置的第二电机通过第一传动带带动收卷辊转动，收卷辊通过第一传动带带动驱动辊转动，当驱动辊转动时通过设置在其上的环形金属配合柔性磁铁带动基板带匀速运动，半导体原料通过出料管上的倾斜部落入到基板带上并通过冷却流道的冷却作用，使得基板带上形成半导体材料箔，设置的输送组件运动时使出料管流出的半导体原料具有外部压力，确保半导体材料箔的形成效果，实用性强。

附图说明

图1为用于生产半导体材料箔的装置的结构示意图。

图2为用于生产半导体材料箔的装置的剖面图。

图3为用于生产半导体材料箔的装置中冷却流道的结构示意图。

图4为图2中A处的结构放大图。

图中：1-底座、2-加工台、3-基板带、4-安装架、5-热熔罐、6-第一电机、7-进料斗、8-加热件、9-锥齿轮组、10-输送腔、11-出料管、12-倾斜部、13-半导体材料箔、14-驱动辊、15-柔性磁铁、16-收卷辊、17-第一传动带、18-第二传动带、19-第二电机、20-冷却腔、21-循环泵、22-刮板、23-搅拌棒、24-搅拌轴、25-输送轴、26-螺旋叶片、27-冷却流道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1~4，本发明实施例中，一种用于生产半导体材料箔的装置，所述用于生产半导体材料箔的装置包括底座1及安装在所述底座1上的加工台2，所述底座1上通过安装架4固定有热熔罐5，所述热熔罐5与安装在其侧端的输送腔10连通，所述输送腔10上安装有出口朝向所述加工台2的出料管11，且所述出料管11上设置有倾斜部12，所述输送腔10的内侧设置有输送组件，当输送组件运动时以将输送腔10内的半导体原料进行挤压输送，以使出料管11流出的半导体原料具有外部压力；

所述加工台2上放置有基板带3，所述基板带3朝向所述加工台2的一侧粘附有柔性磁铁15，所述加工台2的一端安装有驱动辊14，所述驱动辊14上安装有与所述柔性磁铁15吸引的环形金属，当所述驱动辊14转动时配合环形金属与柔性磁铁15的作用驱动基板带3水平移动，所述驱动辊14的侧端还设置有与所述柔性磁铁15连接的收卷辊16，所述收卷辊16的转轴通过第一传动带17与安装在所述底座1上的第二电机19的输出轴转动连接，且通过第二传动带18与所述驱动辊14的转轴转动连接；

所述加工台2上与所述出料管11出口相对的位置处设置有冷却流道27，所述冷却流道27与安装在底座1侧端的循环组件连通。

在本发明实施例中，设置的第二电机19通过第一传动带17带动收卷辊16转动，收卷辊16通过第一传动带17带动驱动辊14转动，当驱动辊14转动时通过设置在其上的环形金属配合柔性磁铁15带动基板带3匀速运动，半导体原料通过出料管11上的倾斜部12落入到基板带3上并通过冷却流道27的冷却作用，使得基板带3上形成半导体材料箔13，设置的输送组件运动时使出料管11流出的半导体原料具有外部压力，确保半导体材料箔13的形成效果，实用性强。

在本发明实施例中，需要说明的是，所述基板带3在移动过程中与出料管11的端部抵接，半导体原料通过倾斜部12流出，从而使得半导体材料箔13形成厚度相同。

在本发明实施例中，还需要说明的是，所述第二电机19采用Y-160M 2-2型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本发明对此不作具体限定。

作为本发明的又一实施例，所述输送组件包括转动安装在所述输送腔10内的输送轴25及固定在所述输送轴25上的螺旋叶片26。

在本发明实施例中，设置的输送轴25转动时带动螺旋叶片26转动，从而将进入到输送腔10内的半导体原料进行输送，且对半导体原料输送过程中产生挤压力，确保从出料管11流出的半导体原料为连续出料。

作为本发明的又一实施例，所述热熔罐5的内侧转动安装有搅拌轴24，所述搅拌轴24的一端贯穿所述热熔罐5且通过锥齿轮组9与输送轴25的转轴转动连接，另一端与安装在所述热熔罐5上的第一电机6的输出轴固定连接；

位于所述热熔罐5内的搅拌轴24上固定有多组搅拌棒23。

在本发明实施例中，设置的第一电机6工作时驱动搅拌轴24转动，当搅拌轴24转动时对热熔罐5内的半导体原料进行搅拌，防止半导体原料局部固化，影响出料效果。

在本发明实施例中，当搅拌轴24转动时通过锥齿轮组9带动输送轴25转动，从而实现驱动效果，其中，需要说明的是，所述锥齿轮组9由两个相互垂直且啮合的锥齿轮组成，起到力的转向传递作用，当然，所述锥齿轮组9的传动比本申请不作具体限定，可根据需求进行选择。

在本发明实施例中，还需要说明的是，所述第一电机6采用Y-160M 2-2型号电机，该型号电机性能稳定，也可采用其他型号电机，只要满足驱动要求即可，本发明对此不作具体限定。

作为本发明的又一实施例，所述热熔罐5的外侧包裹有加热件8。

在本发明实施例中，可以理解的是，通过设置的加热件8实现热熔罐5的内侧温度恒定，防止热熔罐5内部冷却导致半导体原料冷却固化，影响出料。

作为本发明的又一实施例，所述搅拌轴24上还通过连接杆固定有至少一个与所述热熔罐5内壁抵接的刮板22。

在本发明实施例中，当搅拌轴24在第一电机6的作用下转动时带动刮板22转动，从而将粘附在热熔罐5上的半导体原料进行刮除，防止半导体原料粘附在热熔罐5上难以出料。

作为本发明的又一实施例，所述循环组件包括安装在所述底座1上的循环泵21，所述循环泵21的进口通过导管与所述冷却流道27的一端连通，所述循环泵21的进口连通有安装在所述底座1上的冷却腔20连通，所述冷却腔20远离所述循环泵21的一侧通过另一导管与所述冷却流道27的另一端连通。

在本发明实施例中，通过设置的循环泵21将冷却流道27内的冷却油抽送到冷却腔20内进行冷却，冷却后的冷却油重新流入到冷却流道27内，从而确保冷却流道27内的冷却油持续处于冷却状态，确保冷却效果。

作为本发明的又一实施例，所述冷却流道27呈蛇形状设置，且所述冷却流道27内填充有冷却油。

作为本发明的又一实施例，还提出了一种用于生产半导体材料箔的方法，采用所述的用于生产半导体材料箔的装置，所述用于生产半导体材料箔的方法包括：

将热熔后的半导体原料置于热熔罐5内，半导体原料流入到输送腔10内并通过出料管11流出，同时输送腔10内的输送组件对半导体原料产生推动力；

将基板带3通过柔性磁铁15与驱动辊14的作用在加工台2上匀速移动，半导体原料通过出料管11流出，并通过设置的倾斜部12使得半导体原料流到基板带3上，通过冷却流道17的作用形成半导体材料箔13。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述用于生产半导体材料箔的装置包括底座及安装在所述底座上的加工台，所述底座上通过安装架固定有热熔罐，所述热熔罐与安装在其侧端的输送腔连通，所述输送腔上安装有出口朝向所述加工台的出料管，且所述出料管上设置有倾斜部，所述输送腔的内侧设置有输送组件，当输送组件运动时以将输送腔内的半导体原料进行挤压输送，以使出料管流出的半导体原料具有外部压力；

所述加工台上放置有基板带，所述基板带朝向所述加工台的一侧粘附有柔性磁铁，所述加工台的一端安装有驱动辊，所述驱动辊上安装有与所述柔性磁铁吸引的环形金属，当所述驱动辊转动时配合环形金属与柔性磁铁的作用驱动基板带水平移动，所述驱动辊的侧端还设置有与所述柔性磁铁连接的收卷辊，所述收卷辊的转轴通过第一传动带与安装在所述底座上的第二电机的输出轴转动连接，且通过第二传动带与所述驱动辊的转轴转动连接；

所述加工台上与所述出料管出口相对的位置处设置有冷却流道，所述冷却流道与安装在底座侧端的循环组件连通；所述基板带在移动过程中与出料管的端部抵接，半导体原料通过倾斜部流出，从而使得半导体材料箔形成厚度相同。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述输送组件包括转动安装在所述输送腔内的输送轴及固定在所述输送轴上的螺旋叶片。

3.根据权利要求1所述的一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述热熔罐的内侧转动安装有搅拌轴，所述搅拌轴的一端贯穿所述热熔罐且通过锥齿轮组与输送轴的转轴转动连接，另一端与安装在所述热熔罐上的第一电机的输出轴固定连接；

位于所述热熔罐内的搅拌轴上固定有多组搅拌棒。

4.根据权利要求3所述的一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述热熔罐的外侧包裹有加热件。

5.根据权利要求3所述的一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述搅拌轴上还通过连接杆固定有至少一个与所述热熔罐内壁抵接的刮板。

6.根据权利要求1所述的一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述循环组件包括安装在所述底座上的循环泵，所述循环泵的进口通过导管与所述冷却流道的一端连通，所述循环泵的进口连通有安装在所述底座上的冷却腔连通，所述冷却腔远离所述循环泵的一侧通过另一导管与所述冷却流道的另一端连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于生产半导体材料箔的装置，其特征在于，所述冷却流道呈蛇形状设置，且所述冷却流道内填充有冷却油。

8.一种用于生产半导体材料箔的方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任意一项所述的用于生产半导体材料箔的装置，所述用于生产半导体材料箔的方法包括：

将热熔后的半导体原料置于热熔罐内，半导体原料流入到输送腔内并通过出料管流出，同时输送腔内的输送组件对半导体原料产生推动力；

将基板带通过柔性磁铁与驱动辊的作用在加工台上匀速移动，半导体原料通过出料管流出，并通过设置的倾斜部使得半导体原料流到基板带上，通过冷却流道的作用形成半导体材料箔。

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