CN114959875A - 用于晶体生长装置的加料设备、晶体生长装置及加料工艺 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于晶体生长装置的加料设备、晶体生长装置及加料工艺，其中，该加料设备包括本体和开合机构，本体由下至上包括至少两层的腔室，开合机构设置于相邻两层腔室之间，相邻两层腔室通过开合机构导通或分隔；本体上设置有出料口和进料口，出料口与位于底层的腔室连通，进料口与位于顶层的腔室连通。本申请通过在加料设备中设置至少两层的腔室，可以使该加料设备能够单独进行备料、抽真空及充入保护气的操作，而不会占用工艺用时，同时可以实现在晶棒冷却过程中对单晶炉进行加料，由此缩短了晶棒制备工艺的整体时长，提升了生产效率。

Description

用于晶体生长装置的加料设备、晶体生长装置及加料工艺

技术领域

本申请涉及拉晶工艺技术领域，尤其涉及一种用于晶体生长装置的加料设备、晶体生长装置及加料工艺。

背景技术

单晶半导体材料是光伏领域最常使用的材料。生产单晶半导体材料常用的方法包括多次拉晶法(Recharged Czocharlski，简称RCZ)和连续直拉法(ContinuousCzocharlski，简称CCZ)。

其中，对于采用RCZ法制备晶棒，需要在完成一根单晶棒的拉制后，将主炉室与副炉室进行分隔，此时主炉室仍保持较高的温度，同时晶棒被提拉至副炉室冷却后取出。在晶棒取出后，将装有硅料的加料管放入副炉室中，之后将主炉室和副炉室连通，再将加料管中的硅料送入至坩埚以完成一次加料。加料管的容量约为60kg，一根晶棒的制备需人工使用加料管加料3～4次，人工操作繁杂且效率低下，且每次加料后都要进行抽真空处理，同时必须频繁进行副室隔离与净化，这对于氩气等保护气及时间的浪费非常严重，同时也增加了物料污染的风险。此外，RCZ法加料方式的弊端还在于需要等待晶棒冷却并提出后才能进行加料，在冷却过程中炉台没有办法进行其他操作，使得炉台产能无法得到进一步提升。

而对于采用CCZ法制备晶棒，通常采用双坩埚系统实现拉晶过程中同时加料及化料，即硅料通过外置加料机以一定速率加入外坩埚中，同时内坩埚能保持相对稳定的拉晶环境，达到产能的最大化提升。但是，由于内埚的使用使得硅液与坩埚的接触面积大幅增加，氧及其他有害杂质的含量大幅增加。同时，由于拉晶的同时伴随着硅料的熔化，使得采用CCZ法的加料控制系统十分复杂，拉晶难度极大。目前，CCZ法拉晶工艺下晶棒的整棒率极低且晶棒品质较差，所以CCZ技术还处于研发阶段，未能实现量产。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于晶体生长装置的加料设备、晶体生长装置及加料工艺，以解决上述现有技术中硅料加料效率低的问题。

本申请的第一方面提供了一种用于晶体生长装置的加料设备，其中，包括本体和开合机构，所述本体由下至上包括至少两层的腔室，所述开合机构设置于相邻两层腔室之间，相邻两层腔室通过所述开合机构导通或分隔；

所述本体上设置有出料口和进料口，所述出料口与位于底层的腔室连通，所述进料口与位于顶层的腔室连通。

在一种可能的设计中，所述本体由下至上包括两层腔室，分别为第一腔室和第二腔室，所述开合机构为旋片阀，所述旋片阀转动设置于所述第一腔室和所述第二腔室之间；

所述出料口与所述第一腔室连通，所述进料口与所述第二腔室连通。

在一种可能的设计中，所述本体由下至上包括三层腔室，分别为第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述开合机构包括第一旋片阀和第二旋片阀，所述第一旋片阀转动设置于所述第一腔室和所述第二腔室之间，所述第二旋片阀转动设置于所述第二腔室和所述第三腔室之间；

所述出料口与所述第一腔室连通，所述进料口与所述第三腔室连通。

在一种可能的设计中，每个腔室上均设置有保护气接口和真空管接口。

在一种可能的设计中，所述本体上设置有加料通道，所述加料通道的一端与所述出料口连通，所述加料通道的另一端向远离所述本体的方向延伸。

在一种可能的设计中，所述加料通道上设置有卡扣，所述加料通道通过所述卡扣与所述单晶炉可拆卸相连。

本申请的第二方面提供了一种晶体生长装置，其中，包括本申请第一方面提供的用于晶体生长装置的加料设备，所述晶体生长装置还包括主炉室，所述主炉室与所述加料设备可拆卸连接，所述主炉室中设置有坩埚，所述加料设备的出料口与所述主炉室连通，以向所述坩埚中加料。

本申请的第三方面提供了一种加料方法，其中，采用本申请第一方面提供的用于晶体生长装置的加料设备，所述加料方法包括如下步骤：

向所述加料设备的各个腔室中添加硅料；

在各个腔室内建立真空环境，并填充保护气；

将所述加料设备与晶棒处于冷却状态的单晶炉相连；

通过位于底层的腔室的出料口向所述单晶炉内的坩埚中加料；

控制所述开合机构打开，以使位于顶层的腔室中的硅料通过自身重力的作用落入所述位于底层的腔室中；

控制所述开合机构关闭，以向所述位于顶层的腔室中补充硅料；

在所述位于顶层的腔室内建立真空环境，并填充保护气；

当晶棒从所述单晶炉中取出后，使所述加料设备与所述单晶炉分离，并使所述单晶炉与加料机相连，使所述加料设备与另一个需要加料的单晶炉相连，并通过所述位于底层的腔室的出料口向所述另一个单晶炉内的坩埚中加料。

在一种可能的设计中，所述向各个腔室中添加硅料，具体包括：

控制所述开合机构打开，通过位于顶层的腔室的进料口向所述位于底层的腔室中添加设定量的硅料；

控制所述开合机构关闭，通过所述进料口向所述位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

在一种可能的设计中，所述向各个腔室中添加硅料，具体包括：

控制所述开合机构关闭，通过所述位于顶层的腔室的进料口向所述位于顶层的腔室中添加设定量的硅料；

控制所述开合机构打开，以使所述位于顶层的腔室中的硅料通过自身重力的作用落入所述位于底层的腔室中；

控制所述开合机构关闭，通过所述进料口向所述位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供的用于晶体生长装置的加料设备、晶体生长装置及加料工艺，通过在加料设备中设置至少两层的腔室，可以使该加料设备能够单独进行备料、抽真空及充入保护气的操作，而不会占用工艺用时，同时可以实现在晶棒冷却过程中对单晶炉进行加料，由此缩短了晶棒制备工艺的整体时长，提升了生产效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请一种实施例提供的加料设备的结构示意图(一)；

图2为本申请一种实施例提供的加料设备的结构示意图(二)；

图3为本申请另一种实施例提供的加料设备的结构示意图(一)；

图4为本申请另一种实施例提供的加料设备的结构示意图(二)；

图5为本申请另一种实施例提供的加料设备应用于晶体生长装置的状态图；

图6为本申请实施例提供的加料方法的流程图。

附图标记：

1-本体；

11a-第一腔室；

12a-第二腔室；

11b-第一腔室；

12b第二腔室；

13-第三腔室；

2-开合机构；

21-第一旋片阀；

22-第二旋片阀；

3-保护气接口；

4-真空管接口；

5-加料通道；

6-单晶炉；

61-坩埚；

7-硅液；

8-晶棒。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1至图5所示，本申请实施例提供了一种用于晶体生长装置的加料设备。该晶体生长装置可以为单晶炉6。单晶炉6可以包括主炉室和副炉室，晶棒8在主炉室中拉制后可以被提升至副炉室内缓慢冷却，在晶棒8取出后可以向主炉室的坩埚61中添加硅料，以便进行下一个晶棒8的制备。

对于现有的单晶炉6而言，一般在单晶炉6的顶部设置有加料结构，硅料需要通过该加料结构从单晶炉6的顶部向下方的坩埚61中加料。而晶棒8在副炉室中冷却后也需要从单晶炉6的顶部取出，导致晶棒8在从单晶炉6内取出前不能向坩埚61中加料，不能实现晶棒8的冷却与加料操作的同步进行，降低了设备运行效率。

为此，本实施例提供的加料设备为一种外设加料设备，该加料设备可以从单晶炉6的外部以一种可拆装的方式与单晶炉6建立连接，而无需集成于单晶炉6的顶部，本实施例中的该加料设备可以从单晶炉6的侧向与单晶炉6相连，从而可以在晶棒8被提拉至副炉室进行冷却的过程中，能够通过该加料设备向主炉室的坩埚61中进行加料操作，而无需等待晶棒8取出，由此缩短了晶棒8制备工艺的整体用时，提升了效率。

具体地，该加料设备包括本体1和开合机构2，本体1由下至上包括至少两层的腔室，开合机构2设置于相邻两层腔室之间，相邻两层腔室通过开合机构2导通或分隔；本体1上设置有出料口和进料口，出料口与位于底层的腔室连通，进料口与位于顶层的腔室连通。

在该加料设备投入工作前，可以通过进料口向本体1的腔室中加料并抽真空。

具体地，在一种加料方式中，可以先将出料口关闭，同时控制开合机构2关闭，以将位于顶层的腔室和位于底层的腔室分隔，打开进料口，以通过进料口向位于顶层的腔室中加入设定量的硅料。然后控制开合机构2开启，以使位于顶层的腔室和位于底层的腔室连通，位于顶层的腔室中的硅料可以落入位于底层的腔室中。然后再次控制开合机构2关闭，以再次将位于顶层的腔室和位于底层的具有硅料的腔室分隔，并通过进料口向位于顶层的腔室中加入设定量的硅料，然后可以关闭进料口，完成对加料设备的加料操作。

在另一种加料方式中，可以将出料口关闭，进料口打开，同时控制开合机构2开启，通过进料口直接向位于底层的腔室中加入设定量的硅料。然后控制开合机构2关闭，以将位于顶层的腔室和位于底层的具有硅料的腔室分隔，再通过进料口向位于顶层的腔室中加入设定量的硅料，然后关闭进料口，完成对加料设备的加料操作。

此外，需要说明的是，单晶炉6在工作过程中，炉内需要保持真空，因此，在工作前，需要对单晶炉6进行抽真空。而对于现有的单晶炉6，集成了加料结构，加料结构扩大了单晶炉6需要抽真空的空间容积，造成了抽真空的时间增加，降低了效率。

为此，本申请中，在对该加料设备加料完成后，位于顶层的腔室和位于底层的腔室均填充有硅料，并且均为密闭的空间，然后，可以分别对位于顶层的腔室和位于底层的腔室抽真空，并充入保护气。由此，该加料设备可以单独进行抽真空操作，具体地，该加料设备可以与单晶炉6同时进行抽真空操作，也可以在闲余时间对该加料设备单独加料和抽真空，而不会占用工艺用时，从而可以提升设备的运行效率。

在需要向单晶炉6加料时，可以将出料口与单晶炉6的主炉室相连接，并开启出料口以与主炉室连通，具体可以在出料口设置阀门，以通过对阀门的控制实现对出料口的开启或关闭。在单晶炉6与该加料设备连接后，由于单晶炉6和加料设备内均为真空环境，当出料口与主炉室连通时，可以直接向坩埚61中加料。具体地，可以使位于底层的腔室内的硅料先加入至坩埚61中，并等待化料。

在等待化料的期间，可以控制开合机构2开启，以使位于顶层的腔室中的硅料落入至位于底层的腔室中，然后控制开合机构2关闭，此时，位于底层的腔室中重新装填硅料，同时能够保持真空状态。然后可以打开进料口，以通过进料口向位于顶层的腔室中填充硅料，而后可以在关闭进料口后仅对位于顶层的腔室进行抽真空及充入保护气的操作。由此，充分利用了在加料后的等待化料的这段时间对加料设备补充加料及抽真空操作。在化料进行了一定的时间后，可以开启出料口以进行下一次加料，如此反复。

当坩埚61中加料量达到预设的量后，可以将该加料设备与单晶炉6分离，单晶炉6可以开始制备晶棒8，而在晶棒8拉制过程中无需加料，加料设备可以移动并与其它需要加料的单晶炉6相连接，从而可以实现一台加料设备能够对多台单晶炉6进行加料操作。

此外，需要说明的是，晶棒8在副炉室中冷却的时间一般为2～3h，而对一台单晶炉6的加料时间约为6～8h，也就是说，在加料尚未结束时，经过冷却的晶棒8可以从副炉室中取出，此时，可以采用现有的RCZ加料机进行加料。由此，当采用本申请实施例提供的加料设备进行加料至晶棒8从单晶炉6中取出的时刻，可以使该加料设备与单晶炉6分离，使单晶炉6与现有的RCZ加料机相连，以通过RCZ加料机进行加料，由此，通过本实施例提供的加料设备和现有的RCZ加料机的先后配合工作，可以实现在晶棒8冷却过程中的这段时间进行加料，从而使晶棒8制备的整体工艺时间节约了2～3h，提升了生产效率。而分离的该加料设备可以与其它晶棒8尚处于冷却状态中的单晶炉6相连，以为其它单晶炉6在晶棒8冷却的过程中进行加料。由此，该加料设备实现了与多台单晶炉6的适配，最大程度地提升了多台单晶炉6在共同工作中的生产效率。

在一种具体的实现方式中，如图1和图2所示，本体1由下至上包括两层腔室，分别为第一腔室11a和第二腔室12a，开合机构2为旋片阀，旋片阀转动设置于第一腔室11a和第二腔室12a之间；出料口与第一腔室11a连通，进料口与第二腔室12a连通。

通过控制旋片阀的转动，可以实现第一腔室11a和第二腔室12a的连通或分隔。当第一腔室11a和第二腔室12a均填充有硅料时，可以使位于底层的第一腔室11a中的硅料通过出料口加入至单晶炉6的坩埚61中，并等待化料；然后，可以控制旋片阀转动开启，如图2所示，使第二腔室12a中的硅料落入至第一腔室11a中，以便于下一次向坩埚61中加料。而后，可以控制旋片阀转动关闭，如图1所示，以利用化料的时间通过进料口向第二腔室12a中补充硅料，并对第二腔室12a进行抽真空及充入保护气。由此，加料设备可以独立于单晶炉6进行硅料补充、抽真空及充保护气的操作，不会占用工艺时间，提升了晶棒8制备效率。

其中，需要说明的是，旋片阀的开合可以为手动控制，也可以通过软件自动控制。

当旋片阀采用手动控制方式时，可以人为进行判断，当需要使上一层腔室内的硅料落入下一层腔室中时，可以手动点选打开旋片阀，当硅料全部落入至下一层腔室中时，可以手动点选关闭旋片阀。

当旋片阀采用自动控制方式时，如该加料设备完成一次加料流程时，位于底层的腔室中无硅料，此时可以通过软件自动开启旋片阀，同时使旋片阀保持开启第一设定时长，该第一设定时长可以为4min～5min，以保证上一层腔室中的硅料具有足够的时间完全落入至位于底层的腔室中，在经过该第一设定时长后，可以控制旋片阀自动关闭。其中，该加料设备可以通过可移动的加料盒将位于底层的腔室中的硅料送入至坩埚中。而在完成一次加料时，加料盒回程至加料设备中，为了保证加料盒具有足够的时间完成回程动作，可以使旋片阀在加料盒完成加料时仍然保持第二设定时长，该第二设定时长可以为2min～3min，以保证加料盒具有足够的时间完成回程动作。

此外，当旋片阀采用自动控制方式时，也可以在位于底层的腔室中设置重量传感器，在加料过程中，当重量传感器获得的重量信号为0时，意味着位于底层的腔室中已没有硅料，此时可以根据该重量信号自动控制旋片阀开启，并保持上述第一设定时长，以使上一层腔室中的硅料能够自动落入位于底层的腔室中。其中，为了防止软件等控制装置对加料过程的误判或误操作，可以在获得重量信号为0时，使旋片阀仍然保持关闭状态并持续第三设定时长，该第三设定时长可以为1min～2min，然后可以控制旋片阀自动开启。

在另一种具体的实现方式中，如图3和图4所示，本体1由下至上包括三层腔室，分别为第一腔室11b、第二腔室12b和第三腔室13，开合机构2包括第一旋片阀21和第二旋片阀22，第一旋片阀21转动设置于第一腔室11b和第二腔室12b之间，第二旋片阀22转动设置于第二腔室12b和第三腔室13之间；出料口与第一腔室11b连通，进料口与第三腔室13连通。

当第一腔室11b、第二腔室12b和第三腔室13均填充有硅料，且均为真空状态时，可以使位于底层的第一腔室11b中的硅料通过出料口加入至单晶炉6的坩埚61中，并等待化料。然后，可以控制第一旋片阀21转动开启，使第二腔室12b中的硅料落入至第一腔室11b中，以便于下一次向坩埚61中加料。而后，可以控制第一旋片阀21转动关闭，控制第二旋片阀22转动开启，使第三腔室13中的硅料落入至第二腔室12b中，在此过程中，第一腔室11b和第二腔室12b仍保持真空状态。然后，控制第二旋片阀22转动关闭，以通过进料口向第三腔室13中补充硅料，并对第三腔室13进行抽真空及充入保护气。

其中，需要说明的是，向坩埚61中加入的硅料通常为固态，不能一次性完成加料，一般需要将硅料分为两次或多次加料，且在每一次加料后需要等待化料变为液态料，即形成硅液7，如图5所示。而各次加料的量也不同，现有单晶炉6在每次加料前均需要对硅料称重，操作繁琐，且需要配置称重传感器，耗费设备成本。为此，本实施例中，第一腔室11b、第二腔室12b和第三腔室13均具有设定的容积，该第一腔室11b、第二腔室12b和第三腔室13的容积可以分别与各次需要加料的量相匹配，由此可以在不称重的情况下精确加料。在一种具体的实施例中，当坩埚中需要加料的重量为480g时，可以分为三次加料，各次加料的重量可以分别为300g、120g及60g，为此，本实施例提供的加料设备在备料时，其第一腔室11b的容积可以容纳300g硅料，第二腔室12b的容积可容纳120g硅料，第三腔室13的容积可容纳60g硅料，从而实现了快速、精确加料。

具体地，每个腔室上均设置有保护气接口3和真空管接口4。该保护气接口3可以连接外部用于提供保护气的设备，真空管接口4可以连接外部负压设备。本实施例中，通过在每个腔室上均设置有保护气接口3和真空管接口4，可以实现对任意一个腔室进行抽真空和充入保护气的操作，或者同时对各个腔室进行抽真空和充入保护气的操作，保证各腔室具有良好的真空度及保护气浓度。

作为一种具体的实现方式，本体1上设置有加料通道5，加料通道5的一端与出料口连通，加料通道5的另一端向远离本体1的方向延伸。

当该加料设备与单晶炉6连接后，该加料通道5上远离本体1的一端可以伸入至单晶炉6的主炉室中，并置于坩埚61的上方或与坩埚61相接，以通过该加料通道5向坩埚61中加料。

作为一种具体的实现方式，为了便于该加料设备与单晶炉6的连接或分离，加料通道5上可以设置有卡扣，加料通道5通过卡扣与单晶炉6可拆卸相连。

本申请实施例还提供了一种晶体生长装置，本实施例中，该晶体生产装置为单晶炉6，其包括本申请任意实施例提供的用于晶体生长装置的加料设备，该晶体生长装置还包括主炉室，主炉室与加料设备可拆卸连接，主炉室中设置有坩埚61，加料设备的出料口与主炉室连通，以向坩埚61中加料。

该加料设备与主炉室采用一种可拆卸连接的连接方式，可以在向坩埚61内加料完毕后或者在晶棒8从单晶炉6中取出后将加料设备与主炉室分离，以便于该加料设备可以对其它单晶炉6内的坩埚61中加料，从而实现了一台加料设备能够适配于多台单晶炉6，提升了多台单晶炉6共同工作时的效率。此外，通过使加料设备独立进行硅料补充、抽真空及充入保护气的操作，可以使单晶炉6制备晶棒8的整体工艺时间缩短，提升了制备效率。

本申请实施例还提供了一种加料方法，如图6所示，该加料方法采用本申请任意实施例提供的用于晶体生长装置的加料设备，该方法包括如下步骤：

步骤S1、向该加料设备的各个腔室中添加硅料。

步骤S2、在各个腔室内建立真空环境，并填充保护气。

其中，该保护气可以为氩气或氮气。

步骤S3、将加料设备与晶棒8处于冷却状态的单晶炉6相连。

其中，晶棒8拉制完成后，需要进行一定时间的冷却，而在冷却过程中晶棒8不能从单晶炉6中取出，此时，可以充分利用晶棒8冷却的时间通过该加料设备向坩埚61中加料，提升效率。

步骤S4、通过位于底层的腔室的出料口向单晶炉6内的坩埚61中加料。

步骤S5、控制开合机构2打开，以使位于顶层的腔室中的硅料通过自身重力的作用落入位于底层的腔室中。

步骤S6、控制开合机构2关闭，以向位于顶层的腔室中补充硅料。

在向坩埚61中完成一次加料后，硅料需要一段时间化料，在该化料时间内，可以向位于顶层的腔室中补充硅料，从而可以在需要向坩埚61中加料时能够直接加料，而无需耗费时间备料。

步骤S7、在位于顶层的腔室内建立真空环境，并填充保护气。

步骤S8、当晶棒8从单晶炉6中取出后，使加料设备与单晶炉6分离，并使单晶炉6与加料机相连，使加料设备与另一个需要加料的单晶炉6相连，并通过位于底层的腔室的出料口向该另一个单晶炉6内的坩埚61中加料。其中，该加料机为现有的采用RCZ法加料的加料机。

需要说明的是，晶棒8在副炉室中冷却的时间一般为2～3h，而对一台单晶炉6的加料时间约为6～8h，也就是说，在加料尚未结束时，经过冷却的晶棒8可以从副炉室中取出，此时，可以采用现有的RCZ加料机进行加料。由此，当采用本申请实施例提供的加料设备进行加料至晶棒8从单晶炉6中取出的时刻，可以使该加料设备与单晶炉6分离，使单晶炉6与现有的RCZ加料机相连，以通过RCZ加料机进行加料，由此，通过本实施例提供的加料设备和现有的RCZ加料机的先后配合工作，可以实现在晶棒8冷却过程中的这段时间进行加料，从而使晶棒8制备的整体工艺时间节约了2～3h，提升了生产效率。而分离的该加料设备可以与其它晶棒8尚处于冷却状态中的单晶炉6相连，以为其它单晶炉6在晶棒8冷却的过程中进行加料。由此，该加料设备实现了与多台单晶炉6的适配，最大程度地提升了多台单晶炉6在共同工作中的生产效率。

在一种具体的实施例中，步骤S1具体包括：

步骤S11、控制开合机构2打开，通过位于顶层的腔室的进料口向位于底层的腔室中添加设定量的硅料。

步骤S12、控制开合机构2关闭，通过进料口向位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

其中，如果坩埚中需要分两次加料共480g，可以在该步骤S11中先向位于底层的腔室中加入300g硅料；再在步骤S12中向位于顶层的腔室中加入180g硅料。当然，具体在各腔室中加料的量也可以根据实际情况进行分配，并不限于本实施例提供的加料量。

具体地，可以将出料口关闭，进料口打开，同时控制开合机构2开启，通过进料口直接向位于底层的腔室中加入设定量的硅料。然后控制开合机构2关闭，以将位于顶层的腔室和位于底层的具有硅料的腔室分隔，再通过进料口向位于顶层的腔室中加入设定量的硅料，然后关闭进料口，完成对加料设备的加料操作。

在另一种具体的实施例中，步骤S1具体包括：

步骤S101、控制开合机构2关闭，通过位于顶层的腔室的进料口向位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

步骤S102、控制开合机构2打开，以使位于顶层的腔室中的硅料通过自身重力的作用落入位于底层的腔室中。

步骤S103、控制开合机构2关闭，通过进料口向位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

具体地，可以先将出料口关闭，同时控制开合机构2关闭，以将位于顶层的腔室和位于底层的腔室分隔，打开进料口，以通过进料口向位于顶层的腔室中加入设定量的硅料。然后控制开合机构2开启，以使位于顶层的腔室和位于底层的腔室连通，位于顶层的腔室中的硅料可以落入位于底层的腔室中。然后再次控制开合机构2关闭，以再次将位于顶层的腔室和位于底层的具有硅料的腔室分隔，并通过进料口向位于顶层的腔室中加入设定量的硅料，然后可以关闭进料口，完成对加料设备的加料操作。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于晶体生长装置的加料设备，其特征在于，包括本体(1)和开合机构(2)，所述本体(1)由下至上包括至少两层的腔室，所述开合机构(2)设置于相邻两层腔室之间，相邻两层腔室通过所述开合机构(2)导通或分隔；

所述本体(1)上设置有出料口和进料口，所述出料口与位于底层的腔室连通，所述进料口与位于顶层的腔室连通。

2.根据权利要求1所述的用于晶体生长装置的加料设备，其特征在于，所述本体(1)由下至上包括两层腔室，分别为第一腔室(11a)和第二腔室(12a)，所述开合机构(2)为旋片阀，所述旋片阀转动设置于所述第一腔室(11a)和所述第二腔室(12a)之间；

所述出料口与所述第一腔室(11a)连通，所述进料口与所述第二腔室(12a)连通。

3.根据权利要求1所述的用于晶体生长装置的加料设备，其特征在于，所述本体(1)由下至上包括三层腔室，分别为第一腔室(11b)、第二腔室(12b)和第三腔室(13)，所述开合机构(2)包括第一旋片阀(21)和第二旋片阀(22)，所述第一旋片阀(21)转动设置于所述第一腔室(11b)和所述第二腔室(12b)之间，所述第二旋片阀(22)转动设置于所述第二腔室(12b)和所述第三腔室(13)之间；

所述出料口与所述第一腔室(11b)连通，所述进料口与所述第三腔室(13)连通。

4.根据权利要求1所述的用于晶体生长装置的加料设备，其特征在于，每个腔室上均设置有保护气接口(3)和真空管接口(4)。

5.根据权利要求1所述的用于晶体生长装置的加料设备，其特征在于，所述本体(1)上设置有加料通道(5)，所述加料通道(5)的一端与所述出料口连通，所述加料通道(5)的另一端向远离所述本体(1)的方向延伸。

6.根据权利要求5所述的用于晶体生长装置的加料设备，其特征在于，所述加料通道(5)上设置有卡扣，所述加料通道(5)通过所述卡扣与单晶炉可拆卸相连。

7.一种晶体生长装置，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的用于晶体生长装置的加料设备，所述晶体生长装置还包括主炉室，所述主炉室与所述加料设备可拆卸连接，所述主炉室中设置有坩埚，所述加料设备的出料口与所述主炉室连通，以向所述坩埚中加料。

8.一种加料方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的用于晶体生长装置的加料设备，所述加料方法包括如下步骤：

向所述加料设备的各个腔室中添加硅料；

在各个腔室内建立真空环境，并填充保护气；

将所述加料设备与晶棒(8)处于冷却状态的单晶炉(6)相连；

通过位于底层的腔室的出料口向所述单晶炉内的坩埚(61)中加料；

控制所述开合机构(2)打开，以使位于顶层的腔室中的硅料通过自身重力的作用落入所述位于底层的腔室中；

控制所述开合机构(2)关闭，以向所述位于顶层的腔室中补充硅料；

在所述位于顶层的腔室内建立真空环境，并填充保护气；

当晶棒(8)从所述单晶炉(6)中取出后，使所述加料设备与所述单晶炉(6)分离，并使所述单晶炉(6)与加料机相连，使所述加料设备与另一个需要加料的单晶炉相连，并通过所述位于底层的腔室的出料口向所述另一个单晶炉内的坩埚(61)中加料。

9.根据权利要求8所述的加料方法，其特征在于，所述向各个腔室中添加硅料，具体包括：

控制所述开合机构(2)打开，通过位于顶层的腔室的进料口向所述位于底层的腔室中添加设定量的硅料；

控制所述开合机构(2)关闭，通过所述进料口向所述位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

10.根据权利要求8所述的加料方法，其特征在于，所述向各个腔室中添加硅料，具体包括：

控制所述开合机构(2)关闭，通过所述位于顶层的腔室的进料口向所述位于顶层的腔室中添加设定量的硅料；

控制所述开合机构(2)打开，以使所述位于顶层的腔室中的硅料通过自身重力的作用落入所述位于底层的腔室中；

控制所述开合机构(2)关闭，通过所述进料口向所述位于顶层的腔室中添加设定量的硅料。

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