CN114803172A

CN114803172A - 原料进料斗

Info

Publication number: CN114803172A
Application number: CN202110507666.6A
Authority: CN
Inventors: 李相宪; 李昌润; 金喆焕
Original assignee: LG Siltron Inc
Current assignee: SK Siltron Co Ltd
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-05-10
Publication date: 2022-07-29
Anticipated expiration: 2041-05-10
Also published as: US20220228289A1; KR20220104931A; US11982013B2; KR102460012B1; CN114803172B

Abstract

本发明涉及原料进料斗，该原料进料斗可以包括空心管，空心管具有在其中形成的原料容纳空间；支撑装置，支撑装置支撑空心管；锥形件，锥形件被容纳在原料容纳空间中以便能够升降；杆，杆连接到锥形件；连接件，连接件连接到杆的上部；升降杆，升降杆连接到连接件；以及升降装置，升降装置安装在支撑装置上，用于升降升降杆。

Description

原料进料斗

技术领域

本发明涉及一种能够供应原料的原料进料斗和单晶生长系统。

背景技术

单晶生长装置将固体多晶硅供应到坩埚中，然后加热坩埚以形成液体硅熔体，并且通过在硅熔体中放入凝聚晶种的种子，旋转它并同时将其向上拉起，以生长具有目标直径的单晶铸锭。

因此，在生长铸锭之前，固体原料将被供应到单晶生长装置。在根据固体原料的形状供应固体原料的方法中，固体原料可以通过从坩埚的上部中心竖直或倾斜地下落而被供应。

供应固体原料的方法的一个示例是在韩国公开专利中公开的用于单晶生长的原料供应装置，公开号为10-2018-0013584A(公开日为2018年2月7日)，在用于单晶生长的原料供应装置中，该原料供应装置安装在腔室的安装口上，此外，还向容纳在用于单晶生长的坩埚中的熔体供应固体燃料，用于单晶生长的原料供应装置包括管和盖，管悬挂在腔室的安装口处，并且管的下部浸入坩埚的熔体中，以引导固体原料的输入，盖设置在管的内部，从而能够升降并且控制固体原料在坩埚的熔体的表面上方的输入。

供应固体原料的方法的另一示例是在韩国公开专利中公开的再装填管，公开号为10-2020-0026247A(公开日为2020年3月10日)。

再装填管是包括圆筒形构件和锥形阀的再装填管，圆筒形构件用于容纳原料，锥形阀用于打开和关闭圆筒形构件的下部的开口，其中，圆筒形构件具有下锥形开口，下锥形开口是在内圆周表面的下端处内径向下减小的锥形开口，另外，圆筒形构件还具有上锥形开口，上锥形开口是在下端在下锥形开口下方内径向下减小的锥形开口，阀位于下锥形开口和上锥形开口之间。

发明内容

技术问题

根据现有技术，用于单晶生长的原料供应装置的问题在于，当原料被供应到空心管或圆筒形构件中时，在空心管或圆筒形构件中可能产生粉尘。

本实施例旨在提供一种原料供应装置和单晶生长系统，其中，当原料被供应到空心管中时，粉尘的产生可以被最小化。

技术方案

在根据本实施例的原料供应装置中，原料进料斗可以包括：空心管，空心管中形成有原料容纳空间；支撑装置，支撑装置支撑空心管；锥形件，锥形件被容纳在原料容纳空间中以便能够升降；杆，杆连接到锥形件；连接件，连接件连接到杆的上部；升降杆，升降杆连接到连接件；以及升降装置，升降装置安装在支撑装置上，以用于升降升降杆。

间隙可以在锥形件的外圆周和空心管的内圆周之间形成。

原料进料斗可以进一步包括粉尘台，粉尘台设置在支撑装置下方并且面向空心管的下部和原料容纳空间。

支撑装置可以设置有空心管支撑部。空心管支撑部可以支撑空心管，使得空心管相对于支撑装置以倾斜躺置的角度设置。

原料进料斗可以进一步包括轮，轮设置在支撑装置下方。

升降装置可以包括缸，升降杆通过缸被引导。

升降装置的一个示例可以包括驱动源和动力传递构件，驱动源安装在支撑装置上，动力传递构件连接驱动源和升降杆。

用于容纳动力传递构件的容纳孔可以在缸中形成。

升降装置的另一个示例可以包括压力调节器，压力调节器调节缸内的压力。

在向空心管供应原料之前，升降装置可以将锥形件在空心管中升高到第一高度。

第一高度可以是在空心管的上端和下端中，更接近空心管的上端的高度。

当原料被供应到空心管中时，升降装置可以逐渐降低锥形件的高度。

在移动空心管之前，升降装置可以将锥形件在空心管中降低到第二高度。

第二高度可以高于空心管的下端。

第二高度可以是在空心管的中心和下端中，锥形件更接近空心管的下端的高度。

原料进料斗可以进一步包括操作单元，操作单元用于操作升降装置。

一种单晶生长系统，该单晶生长系统包括原料进料斗和单晶生长装置。

单晶生长装置包括坩埚和加热器，坩埚中形成有用于容纳从空心管下落的原料的空间，加热器用于加热坩埚。

原料进料斗可以移动到单晶生长装置周围，并且可以与空心管、锥形件、杆和连接件以及原料一起移动到坩埚上方。

有益效果

根据本发明的一个实施例，锥形件从空心管的内部升起，原料的下落距离能够被最小化，并且由于下落冲击而产生的粉尘能够被最小化。

此外，由于空心管以倾斜躺置角度被设置在支撑装置上，因此原料沿着空心管的内圆周下落，并且下落距离能够被最小化。

进一步地，单晶生长的缺陷率能够通过粉尘最小化被最小化。

此外，原料的下落距离能够被最小化，并且由于原料在空心管上冲击而导致的空心管中的损坏和裂纹能够被最小化。

另外，从空心管下落的原料下落到设置在支撑装置下部的粉尘台上，从而最小化周围区域的污染，并且防止由于粉尘而引起的事故。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的原料进料斗的视图。

图2是图1中所示的原料进料斗在被供应原料之前的视图。

图3是图2中所示的原料进料斗在被供应原料的过程中的视图。

图4是图3中所示的原料进料斗在被供应原料之后移动时的视图。

图5是图4中所示的空心管将原料供应到坩埚中时的视图。

图6示出了根据本发明的另一个实施例的原料进料斗的视图。

具体实施方式

在下文中，将通过参考附图详细地描述本实施例。

图1示出了根据本发明的实施例的原料进料斗的视图，图2是图1中所示的原料进料斗在被供应原料之前的视图，图3是图2中所示的原料进料斗在被供应原料的过程中的视图，以及图4是图3中所示的原料进料斗在被供应原料之后移动时的视图。

原料进料斗可以包括空心管10、支撑装置20、锥形件30、杆40、连接件50、升降杆60和升降装置70。

原料容纳空间12可以在空心管10中形成。原料容纳空间12可以在空心管10的内部形成，并且可以在空心管10的纵向方向上长长地形成。

原料被引入到原料入口14中，原料入口14可以在空心管10的上部形成。原料通过原料出口16被排出，原料出口16可以在空心管10的下部形成。

原料入口14可以在空心管10的上端17处形成，并且原料出口16可以在空心管10的下端19处形成。

被供应到空心管10的原料容纳空间12的原料的示例可以是多晶硅，多晶硅可以被引入到单晶生长装置100中(参见图5)以生成铸锭。

原料进料斗中可以是多晶硅装填器，多晶硅装填器将多晶硅填充到单晶生长装置100的坩埚110中(参见图5)。

原料可以通过空心管10的原料入口14从外部被引入到原料容纳空间12中，并且可以通过被容纳在空心管10的原料容纳空间12中而被临时储存。原料在被容纳在原料容纳空间12中的状态下，可以通过空心管10和锥形件30被移动。

当空心管10位于坩埚110上方时(参见图6)，被容纳在原料容纳空间12中的原料可以通过原料出口16下落到坩埚110中。

支撑装置20可以位于空心管10的外部。

支撑装置20可以支撑空心管10。空心管10可以与支撑装置20分离，并且可以在坩埚110上方移动，并且原料可以在与支撑装置20分离的状态下移动到坩埚110上。

空心管10放置在支撑装置20上的同时，可以与锥形件30一起被移动到原料输入位置。在原料输入位置处，原料可以被引入到空心管10中。

空心管10可以与锥形件30一起移动到坩埚110附近，并且可以与锥形件30一起移动到坩埚110上方。机器人或升降机可以将放置在支撑装置20上的空心管10升降到坩埚110附近，并且可以将空心管10移动到坩埚110上方，以便将原料供应到坩埚110中。

支撑装置20可以设置有空心管支撑部22。空心管支撑部22可以支撑空心管10，使得空心管10相对于支撑装置20以倾斜躺置的角度被设置。

空心管10可以由支撑装置20倾斜地支撑，以便具有相对于水平面成锐角的倾斜角。

原料进料器(未示出)可以在原料输入位置处将原料引入到空心管10中。当空心管10处于倾斜躺置的角度时，从原料进料器下落到空心管10的原料不会直接下落到锥形件30上，而是可以沿着空心管10的内圆周下落。

当原料直接下落到锥形件30上时，粉尘可能过多，但是当原料沿着空心管10的内圆周下落时，下落距离可以被最小化，并且粉尘的产生可以被最小化。

空心管支撑部22可以包括倾斜表面23。倾斜表面23可以具有相对于水平面成锐角的倾斜角。倾斜表面23可以在支撑装置20的上部形成。倾斜表面23可以形成为平坦的或凹面的。

空心管支撑部22可以包括至少一个辊子24，辊子可旋转地被设置在支撑装置20上。辊子24可以被设置在支撑装置20的上部以引导空心管10。辊子24可以被设置在倾斜表面23上。辊子24可以协助空心管10的移动并且可以支撑支撑装置22的负载。优选地，多个辊子24被设置在支撑装置20上，并且多个辊子24可以具有不同的高度。

当空心管支撑部22包括辊子24时，空心管10可以被放置在辊子24上，并且当空心管支撑部22不包括辊子24时，空心管10可以被放置并支撑在倾斜表面23上。

空心管支撑部22可以进一步包括阻挡件25，阻挡件用于支撑，使得空心管10不会任意地向下下落。

在空心管10的一个示例中，凸缘11可以从空心管10的外圆周的一侧突出，并且由于凸缘11被钩在阻挡件25上，空心管10不会任意地向下下落。

在空心管10的另一个示例中，单独的就座构件被设置在空心管10的原料出口16下方，并且由于就座构件被钩在阻挡件25上，所以空心管10不会任意地向下下落。

升降装置70被安装在升降装置安装部件26上，升降装置安装部件可以在支撑装置20上形成。升降装置70的驱动源74可以被安装在升降装置安装部件26上。升降装置安装部件26可以在支撑装置20的上部形成。

原料进料斗可以进一步包括轮28，轮被设置在支撑装置20下方。当原料进料斗进一步包括轮28时，原料进料斗可以与推车等一起作为整体移动，并且原料进料斗可以是推车型原料进料斗或原料进料推车。

锥形件30可以被容纳在原料容纳空间12中，以便升降。锥形件30可以是阻塞原料容纳空间12的盖。

间隙G可以在锥形件30的外圆周和空心管10的内圆周之间形成。锥形件30可以容易地在空心管10中升降。间隙G可以大约为5mm。

杆40可以连接到锥形件30。杆40的下部可以连接到锥形件30。杆40的一部分可以位于在原料容纳空间12中，并且可以通过连接件50进行升降以调节锥形件30的高度。

当空心管10移动到坩埚110上方时，杆40可以与空心管10一起被移动。

连接件50可以连接到杆40的上部。连接件50可以可拆卸地连接到升降杆60。当连接件50连接到升降杆60时，升降杆60可以升降连接件50。

连接件50可以与升降杆60分离，并且当空心管10被移动到坩埚110时，连接件50可以与空心管10一起移动。连接件50可以用作钩形构件，机器人或升降机的手被钩在该钩形构件上。

升降杆60可以连接到连接件50。升降杆60可以在空心管10外部连接到连接件50。

升降杆60可以包括连接件连接部件62，连接件50可拆卸地连接到该连接件连接部件。

升降杆60可以包括杆部件64，杆部件连接到连接件连接部件62。

连接件连接部件62和杆部件64可以在空心管10的外部升降。

连接件连接部件62和杆部件64可以彼此正交。

杆部件64可以在空心管10的外部平行于空心管10。

当空心管10移动到坩埚110上方时，升降杆60可以与升降装置70一起保持在支撑装置20中。

升降装置70可以调节升降杆60的高度以调节连接件50、杆40和锥形件30的高度。也就是说，升降装置70可以是锥形件高度调节机构。

升降装置70可以被安装在支撑装置20上，并且可以紧挨着空心管10使升降杆60升降。升降装置70可以被安装在支撑装置20的升降装置安装部件26上，并且当空心管10移动到坩埚110上方时，升降装置70可以保持在支撑装置20中。

升降装置70可以包括缸，升降杆60通过缸被引导。

升降杆60的一部分可以被设置在缸72的内部。杆部件64的一部分可以被设置在缸72的内部。

升降装置70的一个示例可以包括驱动源74和动力传递构件76和78，驱动源被安装在支撑装置20上，动力传递构件将驱动源74的驱动力传递到升降杆60。

驱动源74可以被安装在升降装置安装部件26上。

动力传递构件76和78可以连接驱动源76和升降杆60。

驱动源74的一个示例可以是马达，旋转轴在马达中旋转。当驱动源74是马达时，动力传递构件76和78的一个示例可以包括齿轮。动力传递构件76和78可以包括小齿轮76和齿条78，小齿轮连接到马达的旋转轴上，齿条被设置在升降杆60上，特别地，被设置在杆部件64上。

驱动源74的另一个示例可以是线性马达。当驱动源74是线性马达时，动力传递构件76和78的一个示例可以包括线性导轨。

用于容纳动力传递构件76和78的容纳孔73可以形成在缸72中。

在驱动源74被设置在缸72外部的状态下，驱动源74可以被操作以使位于缸72中的杆部件64升降。

在空心管10被供应原料之前，升降装置70可以将锥形件30在空心管10中升高到第一高度H1，如图2所示。

第一高度H1可以是在空心管10的上端17和下端19中，更接近空心管10的上端17的高度。

锥形件30在通过升降装置70被升高到第一高度H1的同时，可以接收被供应到空心管10的原料入口14的原料。因为锥形件30的高度高，被供应到原料入口14的原料不具有大的落差(drop)，所以原料的损坏和破损可以被最小化，并且原料的原始形状可以被尽可能地保持。

当原料被供应到空心管10时，升降装置70可以逐渐降低锥形件30的高度，如图3所示。随着被供应到原料入口14的原料的量的增加，锥形件30的高度可以被降低，使得可以确保在锥形件30内部有足够的空间。

空心管10中的原料的上端的高度可以高，并且因为空心管10中的原料的上端的高度高，所以被新供应到原料入口14的原料没有大的落差，并且可以逐渐被堆叠在空心管10中。

如上所述，当锥形件30的高度逐渐被降低时，原料的损坏和破损可以被最小化，并且原料的原始形状可以被尽可能地保持。

在移动空心管10之前，升降装置70可以将锥形件30在空心管10中向下移动到第二高度H2，如图4所示。也就是说，在锥形件30在空心管10中向下移动到第二高度H2之后，原料进料斗，特别是支撑装置20可以移动空心管10。

第二高度H2可以高于空心管10的下端19。第二高度H2可以是空心管10中的原料不会任意下落到原料出口16而是被储存在空心管10中的高度。

第二高度H2可以是在空心管10的中心18和下端19中，锥形件30更接近空心管10的下端19的高度。

原料进料斗可以进一步包括粉尘台80。从原料分离的粉尘可以与原料一起被容纳在空心管10内，并且粉尘穿过锥形件30的外圆周和空心管10的内圆周之间的间隙G，然后可以下落到原料出口16。

粉尘台80可以被设置在能够接收下落到原料出口16的粉尘的位置处。

粉尘台80可以被设置在支撑装置20的下部，并且可以面对空心管10的下部和原料容纳空间12。粉尘台80可以具有打开的上表面，并且可以在其中形成粉尘容纳空间。

原料进料斗可以进一步包括操作单元90，操作单元用于操作升降装置70。操作单元90可以包括按钮，操作者可以通过该按钮输入操作指令、停止指令、上升指令，下降指令等。

操作单元90可以被设置在支撑装置20上，或者可以通过电线连接到支撑装置20上。操作单元90可以是与支撑装置20分离的遥控器。

如图4所示，在锥形件30在空心管10中被向下移动到第二高度H2的状态下，原料进料斗可以移动到单晶生长装置100周围。

当原料进料斗移动到单晶生长装置100周围时，机器人或升降机可以升降空心管10和连接件50，并且将空心管和连接件移动到坩埚110上，并且空心管10、锥形件30、杆40和连接件50以及原料可以被移动到坩埚110上。

图5是在图4中所示的空心管将原料供应到坩埚中时的视图。

原料进料斗可以移动到单晶生长装置100周围。单晶生长装置100可以与原料进料斗一起形成单晶生长系统。

单晶生长装置100可以包括坩埚110和加热器120，坩埚110通过空心管10接收原料，加热器120加热坩埚110。

在坩埚110内形成有空间112，从空心管10下落的原料被容纳在该空间中。

单晶生长装置可以包括腔室130。腔室130可以具有空间132，坩埚110和加热器120被容纳在该空间中。

坩埚110的一个示例可以是石英坩埚，并且，原料从空心管10下落到坩埚110中之后，可以在坩埚110内被加热。

加热器120可以从坩埚110的外部加热坩埚110。加热器120可以被设置在坩埚110和腔室130之间。

单晶生长装置可以包括框架140，框架被设置在坩埚110上方，并且空心管10就座在框架上。单晶生长装置可以进一步包括空心管升降机构，该空心管升降机构用于升降空心管10。

单晶生长装置可以进一步包括连接件保持器150，连接件50可以被悬挂在该连接件保持器上。

单晶生长装置可以包括连接件保持器升降机构，该连接件保持器升降机构用于升降连接件保持器150。

在空心管10、锥形件30、杆40、连接件50和原料移动到坩埚110上方之后，单晶生长装置可以升高空心管10或降低连接件50，以将锥形件30定位在原料出口16的下端。也就是说，所有的原料出口16可以被打开。

当锥形件30位于原料出口16下方时，空心管10中的原料通过原料出口16和锥形件30之间的间隙下落到坩埚110的空间112中。

图6为示出了根据本发明的另一个实施例的原料进料斗的视图。

本实施例的原料进料斗可以包括升降装置70’，升降装置用于升降升降杆60，如图6所示，并且升降装置70’可以包括缸72’和压力调节器74’，升降杆60通过缸被引导，压力调节器用于控制缸72’内的压力。

压力调节器74’可以是液压调节器或气动调节器，液压调节器调节缸72’内的液压，气动调节器调节缸72’内的气压。

压力调节器74’可以连接到缸72’和管75，并且缸72’和压力调节器74’是能够调节升降杆60的高度的液压缸或气动装置。

在该实施例中，除升降装置70’以外的管10、支撑装置20、锥形件30、杆40、连接件50和升降杆60的构造和操作与本发明的一个实施例的原料进料斗相同或类似，因此，使用相同的附图标记，并且省略其详细描述，以避免重复描述。

上述描述仅仅是对本发明的技术精神的说明，并且在不脱离本发明的基本特征的情况下，本发明所属领域的普通技术人员可以进行各种修改和变化。

因此，在本发明中公开的实施例不旨在限制本发明的技术精神，而这些实施例旨在描述，并且本发明的精神和范围不受这些实施例的限制。

本发明的保护范围应当由所附权利要求来解释，并且在其等同范围内的所有技术精神应当被解释为包括在本发明的权利范围内。

Claims

1.一种原料进料斗，其特征在于，所述原料进料斗包括：

空心管，所述空心管中形成有原料容纳空间；

支撑装置，所述支撑装置支撑所述空心管；

锥形件，所述锥形件被容纳在所述原料容纳空间中以便能够升降；

杆，所述杆连接到所述锥形件；

连接件，所述连接件连接到所述杆的上部；

升降杆，所述升降杆连接到所述连接件；和

升降装置，所述升降装置安装在所述支撑装置上，以用于升降所述升降杆。

2.根据权利要求1所述的原料进料斗，其中，间隙在所述锥形件的外圆周和所述空心管的内圆周之间形成。

3.根据权利要求2所述的原料进料斗，所述原料进料斗进一步包括：

粉尘台，所述粉尘台设置在所述支撑装置下方并且面向所述空心管的下部和所述原料容纳空间。

4.根据权利要求1所述的原料进料斗，其中，所述支撑装置设置有空心管支撑部，所述空心管支撑部用于支撑所述空心管，使得所述空心管相对于所述支撑装置以倾斜躺置的角度设置。

5.根据权利要求1所述的原料进料斗，所述原料进料斗进一步包括轮，所述轮设置在所述支撑装置下方。

6.根据权利要求1所述的原料进料斗，其中，所述升降装置包括缸，所述升降杆通过所述缸被引导。

7.根据权利要求6所述的原料进料斗，其中，所述升降装置包括驱动源和动力传递构件，所述驱动源安装在所述支撑装置上，所述动力传递构件连接所述驱动源和所述升降杆。

8.根据权利要求7所述的原料进料斗，其中，用于容纳所述动力传递构件的容纳孔在所述缸中形成。

9.根据权利要求6所述的原料进料斗，所述原料进料斗进一步包括：

压力调节器，所述压力调节器调节所述缸内的压力。

10.根据权利要求1所述的原料进料斗，其中，在向所述空心管供应原料之前，所述升降装置将所述锥形件在所述空心管中升高到第一高度。

11.根据权利要求10所述的原料进料斗，其中，所述第一高度是在所述空心管的上端和下端中，更接近所述空心管的上端的高度。

12.根据权利要求10所述的原料进料斗，其中，当原料被供应到所述空心管中时，所述升降装置逐渐降低所述锥形件的高度。

13.根据权利要求10所述的原料进料斗，其中，在移动所述空心管之前，所述升降装置将所述锥形件在所述空心管中降低到第二高度。

14.根据权利要求13所述的原料进料斗，其中，所述第二高度高于所述空心管的下端，并且所述第二高度是在所述空心管的中心和下端中，所述锥形件更接近所述空心管的下端的高度。

15.根据权利要求1所述的原料进料斗，所述原料进料斗进一步包括：

操作单元，所述操作单元用于操作所述升降装置。