CN113802181A - 硅料装料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅料装料方法，所述硅料装料方法包括以下步骤：在坩埚内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件；在装有所述安装件后的所述坩埚内装入硅料；抽出所述安装件，使所述安装件的安装区域限定出第一气流通道。根据本发明的硅料装料方法，第一气流通道和硅料的缝隙之间可以形成气流通道，使气体可以顺利排出，可以避免杂质例如氧碳杂质在硅料中的死角处停留，从而可以避免氧碳杂质在硅料中沉积，保证硅料具有较高的质量。

Description

硅料装料方法

技术领域

本发明涉及晶体硅铸锭技术领域，尤其是涉及一种硅料装料方法。

背景技术

相关技术中，为了在坩埚内装入足够多的硅料，通常使硅料在坩埚内紧密排布。然而，这种排布方式会使硅料之间的缝隙较小，当向硅料内部通气体时，气体中的携带的氧碳杂质容易在硅料中的死角处停留，从而导致氧碳杂质在硅料中沉积，可能会影响硅料的质量。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种硅料装料方法，可以避免气体中的杂质例如氧碳杂质在硅料中的死角处停留，从而可以避免杂质在硅料中沉积，保证硅料具有较高的质量。

根据本发明实施例的硅料装料方法，包括以下步骤：在坩埚内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件；在装有所述安装件后的所述坩埚内装入硅料；抽出所述安装件，使所述安装件的安装区域限定出第一气流通道。

根据本发明实施例的硅料装料方法，通过在坩埚内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件且使安装件的安装区域限定出第一气流通道，第一气流通道和硅料的缝隙之间可以形成气流通道，使气体可以顺利排出，可以避免杂质例如氧碳杂质在硅料中的死角处停留，从而可以避免氧碳杂质在硅料中沉积，保证硅料具有较高的质量。

根据本发明的一些实施例，在所述坩埚内设置沿上下方向延伸的至少一个所述安装件之前，还包括：在坩埚内的底部铺设底部硅料，使所述底部硅料与所述坩埚的底部之间限定出顶部敞开的第一气流槽；在所述第一气流槽的上方覆盖沿所述第一气流槽的长度方向彼此间隔开的多个覆盖硅料，以使多个所述覆盖硅料与所述第一气流槽之间限定出与所述第一气流通道连通的第二气流通道。

根据本发明的一些实施例，所述底部硅料与所述坩埚的底部之间限定出顶部敞开的多个所述第一气流槽，多个所述第一气流槽的一端连通、且另一端彼此间隔开；所述安装件包括第一安装件和多个第二安装件，所述第一安装件设在多个所述第一气流槽的所述一端，每个所述第二安装件设在相邻两个所述覆盖硅料之间。

根据本发明的一些实施例，每个所述第一气流槽的所述另一端邻近所述坩埚的侧壁。

根据本发明的一些实施例，多个所述第一气流槽的所述另一端沿周向均匀间隔设置。

根据本发明的一些实施例，多个所述第一气流槽呈“十”字形或“米”字形。

根据本发明的一些实施例，所述坩埚内设有多个所述安装件，每个所述安装件的安装区域限定出一个所述第一气流通道，多个所述第一气流通道沿所述第一气流槽的长度方向间隔设置，多个所述第一气流通道中的至少一个邻近所述坩埚的侧壁。

根据本发明的一些实施例，每个所述第一气流槽的宽度为d₁，每个所述第一气流通道的最大宽度为d₂，所述底部硅料、所述覆盖硅料和所述硅料的平均直径为d，其中，所述d₁、d₂、d满足：d₁≤d，d₂≤d。

根据本发明的一些实施例，所述d₁、d₂进一步满足：10mm≤d₁≤30mm，10mm≤d₂≤30mm。

根据本发明的一些实施例，每个所述安装件为实心结构或中空管状结构。

根据本发明的一些实施例，每个所述安装件的横截面形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。

根据本发明的一些实施例，所述安装件为聚丙烯件、钼件或钨件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1a是根据本发明实施例的硅料装料方法的流程示意图；

图1b是根据本发明实施例的硅料装料方法的另一个流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的坩埚和底部硅料的俯视图；

图3是根据本发明另一个实施例的坩埚、底部硅料和覆盖硅料的俯视图；

图4是根据本发明实施例的坩埚、底部硅料和覆盖硅料的剖视图；

图5是根据本发明实施例的安装件在所述坩埚内的结构示意图。

附图标记：

1：坩埚；2：底部硅料；21：第一气流槽；

3：覆盖硅料；31：第二气流通道；4：安装件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1a-图5描述根据本发明实施例的硅料装料方法。

如图1a所示，根据本发明实施例的硅料装料方法，包括以下步骤：

在坩埚1内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件4。其中，坩埚1可以为石英坩埚。但不限于此。

例如，在图3和图4的示例中，安装件4的下端可以设在坩埚1的底部，安装件4的上端可以伸入至邻近坩埚1的顶部。

在装有安装件4后的坩埚1内装入硅料。

抽出安装件4，使安装件4的安装区域限定出与第一气流通道。

在上述两个步骤中，当抽出安装件4时，第一气流通道可以与硅料之间的缝隙连通。当第一气流通道为一个时，气体可以从第一气流通道流入，流经硅料之间的缝隙后排出；当第一气流通道为多个时，气体可以从多个第一气流通道中的其中一个流入，流经硅料之间的缝隙后，通过其余的第一气流通道和硅料之间的缝隙流出。由此，第一气流通道和硅料之间的缝隙之间可以形成气流通道，与现有的排布方式相比，使气体可以顺利排出，可以避免气体中的氧碳杂质在硅料中的死角处停留，从而可以避免氧碳杂质在硅料中沉积，保证硅料具有较高的质量。

根据本发明实施例的硅料装料方法，通过在坩埚1内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件4且使安装件4的安装区域限定出第一气流通道，第一气流通道和硅料的缝隙之间可以形成气流通道，使气体可以顺利排出，可以避免杂质例如氧碳杂质在硅料中的死角处停留，从而可以避免氧碳杂质在硅料中沉积，保证硅料具有较高的质量。

在本发明的一些实施例中，参照图1b并结合图2和图3，在坩埚1内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件4之前，还包括：

在坩埚1内的底部铺设底部硅料2，使底部硅料2与坩埚1的底部之间限定出顶部敞开的第一气流槽21。例如，参照图2，在上述步骤中，当铺设底部硅料2时，可以预留出第一气流槽21，在坩埚1底部的除第一气流槽21以外的区域铺设底部硅料2。

在第一气流槽21的上方覆盖沿第一气流槽21的长度方向彼此间隔开的多个覆盖硅料3，以使多个覆盖硅料3与第一气流槽21之间限定出与第一气流通道连通的第二气流通道31。

在上述步骤中，结合图4，当多个覆盖硅料3覆盖在第一气流槽21的上方时，气流可以从多个覆盖硅料3和第一气流槽21之间限定出的第二气流通道31内通过。其中，每个覆盖硅料3的宽度可以大于第一气流槽21的宽度，以避免气流从覆盖硅料3和第一气流槽21之间的间隙中流出。

由此，通过使第一气流通道和第二气流通道31连通，使气体的气流通道更加顺畅，从而可以更好地带走硅料中的杂质，有效避免气体中的氧碳杂质在硅料中的死角处停留，从而可以避免氧碳杂质在硅料中沉积，从而进一步保证硅料具有较高的质量。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，底部硅料2与坩埚1的底部之间限定出顶部敞开的多个第一气流槽21，多个第一气流槽21的一端连通、且另一端彼此间隔开，安装件4包括第一安装件和多个第二安装件，第一安装件设在多个第一气流槽21的上述一端，每个第二安装件设在相邻两个覆盖硅料3之间第二安装件。

例如，在图2的示例中示出了八个第一气流槽21，每个第一气流槽21的一端可以位于坩埚1底部的中心处，第一安装件可以设在坩埚1底部的中心处，当抽出第一安装件时，第一安装件的安装区域限定出的第一气流通道可以为进气通道，这样，进气通道与坩埚1的每个侧壁的距离均相等，使气体可以更好地排出。八个第一气流槽21的另一端从中心向外呈辐射状延伸。由此，通过使多个第一气流槽21的一端连通、另一端彼此间隔开且第一安装件设在多个第一气流槽21的上述一端，气体可以从多个第一气流槽21的上述一端分别流入多个第一气流槽21，从而仅需使第一安装件的安装区域限定出的第一气流通道为进气通道就能将硅料中的杂质很好地排出，结构简单，操作方便。而且，当气体流经多个第一气流槽21时，可以将邻近多个第一气流槽21的底部硅料中的杂质充分带走，避免由于氧碳杂质在底部硅料中的局部区域产生沉积，可以保证硅料具有较高的质量。

图2中显示了八个第一气流槽21用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了本申请的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到其它数量的第一气流槽21的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。

可选地，参照图2和图3，每个第一气流槽21的上述另一端邻近坩埚1的侧壁。这样，当气体流经第二气流通道31并从第一气流槽21的上述另一端流出时，气体的流动路径较长，可以将邻近坩埚1侧壁处的硅料中的气体杂质例如氧碳杂质带走，从而可以保证硅料的质量。

可选地，结合图2和图3，多个第一气流槽21的上述另一端沿周向均匀间隔设置。如此设置，当气流流经多个第一气流槽21时，多个第一气流槽21可以将气体均匀地导向邻近多个第一气流槽21的上述另一端的第一气流通道，从而可以使气体将硅料中的杂质均匀地携带出，进一步保证了硅料的质量。

可选地，多个第一气流槽21呈“十”字形(如图3所示)或“米”字形(如图2所示)。如此，在保证第二气流通道31和第一气流通道形成顺畅的气流通道以使气体可以顺利排出的同时，使多个第一气流槽21的结构简单，方便底部硅料2的铺设。

当然，本发明不限于此，多个第一气流槽21还可以为其它形状，而不限于“十”字形或“米”字形。可以理解的是，多个第一气流槽21的形状可以根据实际需求具体设置，以更好地满足实际应用。

在本发明的一些实施例中，如图2、图3和图5所示，坩埚1内设有多个安装件4，每个安装件4的安装区域限定出一个第一气流通道，多个第一气流通道沿第一气流槽21的长度方向间隔设置，多个第一气流通道中的至少一个邻近坩埚1的侧壁。

例如，在图2的示例中，多个安装件4包括第一安装件和多个第二安装件，当抽出第二安装件时，第二安装件的安装区域限定出的第一气流通道可以为排气通道。气体可以从进气通道流入，并通过多个第一气流槽21与覆盖硅料3之间限定出的多个第二气流通道31流向邻近坩埚1的侧壁处，最后从邻近坩埚1侧壁的排气通道排出。由此，通过使多个第一气流通道中的至少一个邻近坩埚1的侧壁，气体能够充分流经硅料，从而能够将硅料中的杂质带走，可以提高硅料的质量。

在本发明的一些实施例中，结合图2，每个第一气流槽21的宽度为d₁，每个第一气流通道的最大宽度为d₂，底部硅料2、覆盖硅料3和硅料的平均直径为d，其中，d₁、d₂、d满足：d₁≤d，d₂≤d。由此，通过上述设置，使第一气流槽21和第二气流槽的宽度较为合理，可以避免第一气流槽21周围的底部硅料2和第一气流通道周围的硅料产生坍塌，从而在保证气流可以顺利排出的同时，可以保证整个坩埚1内的底层硅料和硅料的结构稳定性。

进一步地，d₁、d₂进一步满足：10mm≤d₁≤30mm，10mm≤d₂≤30mm。具体地，例如，当d₁＜10mm时，第一气流槽21的宽度过小，可能会影响气体的流动，使气体不能顺利排出，无法保证硅料的质量；当d₁＞30mm时，第一气流槽21的宽度过大，可能导致邻近第一气流槽21的底部硅料2产生坍塌。当d₂＜10mm时，第一气流通道的最大宽度过小，可能会影响气体的流动，使气体不能顺利排出，无法保证硅料的质量；当d₂＞30mm时，第一气流通道的最大宽度过大，可能导致邻近第一气流通道的硅料结构不稳定，产生坍塌。由此，通过使d₁、d₂满足：10mm≤d₁≤30mm，10mm≤d₂≤30mm，在保证气体顺利排出的同时，可以避免底层硅料或硅料产生坍塌。可选地，d₁、d₂可以为10mm、15mm或20mm等。但不限于此。

在本发明的一些可选实施例中，每个安装件4可以为实心结构或中空管状结构。由此，当安装件4为实心结构时，安装件4的结构较稳定，在装有安装件4后的坩埚1内装入硅料时，安装件4不易产生歪斜；当安装件4为中空管状结构时，可以减轻安装件4的重量，从而可以降低成本。

可选地，参照图5，每个安装件4的横截面形状可以为圆形。如此设置，当抽出安装件4时，第一气流通道的内壁较为圆滑，可以避免产生死角，更有利于气体的流通。当然，本发明不限于此，每个安装件4的横截面形状还可以为椭圆形、长圆形或多边形例如矩形等。但不限于此。

可选地，每个安装件4可以为聚丙烯件、钼件或钨件等。由此，如此设置的安装件4不会产生对硅料的质量有不良影响的金属杂质，且当安装件4为聚丙烯件时，安装件4的重量较轻，成本较低。

下面结合图2-图5详细描述根据本发明一个具体实施例的硅料装料方法。

如图2所示，首先在坩埚底部用硅料摆设多个第一气流槽21，作为横向气流通道。其中，多个第一气流槽21呈辐射状，具体地，每个第一气流槽21由中心向外辐射，向外辐射的路径可以是图3中所示的“十”字形，也可以是图2中所示的“米”字形。多个第一气流槽21的交点为中心孔，中心孔与进气通道相对。每个第一气流槽21的远离中心孔的一端可以延伸至邻近坩埚的侧壁。

多个第一气流槽设置完毕后，在形成多个第一气流槽21的底部硅料上铺设多个覆盖硅料以形成第二气流通道31，且多个覆盖硅料彼此间隔开，并将相邻两个覆盖硅料之间的间隙作为纵向气流通道的接口。

之后，在相邻两个覆盖硅料之间的间隙处设置纵向的多个安装件4。其中，安装件4可以形成为圆柱形结构，也可以形成为立方柱结构。

安装件4设置完毕后，在坩埚内铺装硅料。

当硅料铺装完成后，将安装件4竖直抽出，以形成与第二气流通道31连通的多个第一气流通道。

由此，通过上述步骤，气体可以从进气通道进气，通过底部的第二气流通道31将气体导入到邻近坩埚的侧壁处，再通过邻近坩埚的侧壁处的第一气流通道排出硅料内部，可以形成一个顺畅的气路通道，从而可以将氧碳杂质有效排出。

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”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种硅料装料方法，其特征在于，包括以下步骤：

在坩埚内设置沿上下方向延伸的至少一个安装件；

在装有所述安装件后的所述坩埚内装入硅料；

抽出所述安装件，使所述安装件的安装区域限定出第一气流通道。

2.根据权利要求1所述的硅料装料方法，其特征在于，在所述坩埚内设置沿上下方向延伸的至少一个所述安装件之前，还包括：

在坩埚内的底部铺设底部硅料，使所述底部硅料与所述坩埚的底部之间限定出顶部敞开的第一气流槽；

在所述第一气流槽的上方覆盖沿所述第一气流槽的长度方向彼此间隔开的多个覆盖硅料，以使多个所述覆盖硅料与所述第一气流槽之间限定出与所述第一气流通道连通的第二气流通道。

3.根据权利要求2所述的硅料装料方法，其特征在于，所述底部硅料与所述坩埚的底部之间限定出顶部敞开的多个所述第一气流槽，多个所述第一气流槽的一端连通、且另一端彼此间隔开；

所述安装件包括第一安装件和多个第二安装件，所述第一安装件设在多个所述第一气流槽的所述一端，每个所述第二安装件设在相邻两个所述覆盖硅料之间。

4.根据权利要求3所述的硅料装料方法，其特征在于，每个所述第一气流槽的所述另一端邻近所述坩埚的侧壁。

5.根据权利要求3所述的硅料装料方法，其特征在于，多个所述第一气流槽的所述另一端沿周向均匀间隔设置。

6.根据权利要求3所述的硅料装料方法，其特征在于，多个所述第一气流槽呈“十”字形或“米”字形。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的硅料装料方法，其特征在于，所述坩埚内设有多个所述安装件，每个所述安装件的安装区域限定出一个所述第一气流通道，多个所述第一气流通道沿所述第一气流槽的长度方向间隔设置，多个所述第一气流通道中的至少一个邻近所述坩埚的侧壁。

8.根据权利要求2-6中任一项所述的硅料装料方法，其特征在于，每个所述第一气流槽的宽度为d₁，每个所述第一气流通道的最大宽度为d₂，所述底部硅料、所述覆盖硅料和所述硅料的平均直径为d，其中，所述d₁、d₂、d满足：d₁≤d，d₂≤d。

9.根据权利要求8所述的硅料装料方法，其特征在于，所述d₁、d₂进一步满足：10mm≤d₁≤30mm，10mm≤d₂≤30mm。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的硅料装料方法，其特征在于，每个所述安装件为实心结构或中空管状结构。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的硅料装料方法，其特征在于，每个所述安装件的横截面形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。

12.根据权利要求1-6中任一项所述的硅料装料方法，其特征在于，所述安装件为聚丙烯件、钼件或钨件。

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