CN210945851U - 一种直拉单晶用纯元素掺杂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直拉单晶用纯元素掺杂装置，包括上盖、料盒以及卡箍；所述上盖位于料盒的顶部，上盖、料盒的后端通过铰链轴连接，前端均设有轴孔，所述轴孔内贯穿有磁棒；上盖、料盒通过前端磁棒的磁性作用靠紧，从而通过上盖将料盒封闭；所述上盖的一侧边后端具有一突出部位，所述卡箍贯穿固定在突出部位内，通过卡箍将整个掺杂装置固定在籽晶杆上，并随随重锤一同吊入单晶炉内，在单晶炉内的高温下磁棒退磁，从而料盒在重力作用下翻转打开，使得内部装载的掺杂剂落入熔硅中。

Description

一种直拉单晶用纯元素掺杂装置

技术领域

本实用新型属于单晶硅生产领域，具体涉及一种直拉单晶用纯元素掺杂装置。

背景技术

直拉法生产硅单晶工艺中，拉制一定型号和一定电阻率的单晶，需要选择适当的掺杂剂。三族元素常用作硅单晶的P型掺杂剂主要有硼、铝、镓、铟，五族元素常用作硅单晶的N型掺杂剂主要有磷、砷、锑。不同掺杂剂的形态也不一样，当拉制掺杂剂采用不易挥发的母合金硼、磷的单晶硅时，先将掺杂剂预先放入石英坩埚；当拉制掺杂剂采用易挥发的纯元素锑、磷、砷、镓的单晶硅时，不能将掺杂剂预先放入石英坩埚，必须放在掺杂勺内，拉晶过程将掺杂勺移到坩埚中心，将掺杂剂倒入坩埚，才能保证掺杂准确。此两种方法，如果不确定原料电阻，须在掺杂剂放入后，再拉一段小头，复测电阻是否符合要求，如不符合要求再使用掺杂勺或放一段肩，进行补掺杂。使用掺杂勺的方式易造成硅液飞溅，给操作带来不便，且设备昂贵；而放一段肩的方式耗工耗时，掺杂剂容易挥发。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种直拉单晶用纯元素掺杂装置，避免纯元素掺杂剂在掺杂过程中的挥发。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种直拉单晶用纯元素掺杂装置，包括上盖、料盒以及卡箍；

所述上盖位于料盒的顶部，上盖、料盒的后端通过铰链轴连接，前端均设有轴孔，所述轴孔内贯穿有磁棒；上盖、料盒通过前端磁棒的磁性作用靠紧，从而通过上盖将料盒封闭；

所述上盖的一侧边后端具有一突出部位，所述卡箍贯穿固定在突出部位内，通过卡箍将整个掺杂装置固定在籽晶杆上，并随随重锤一同吊入单晶炉内。

具体地，所述上盖为平板结构，为高纯石英材质。

所述料盒的纵截面为半圆形，顶部水平开口与上盖贴合，底部为圆弧形；料盒为高纯石英材质。

所述铰链轴为高纯石英或高纯陶瓷材质。

所述磁棒为钕铁硼磁铁，其在单晶炉内的高温下退磁，从而料盒在重力作用下翻转打开，使得内部装载的掺杂剂落入熔硅中。

优选地，所述卡箍为圆筒状，其侧面开有螺纹孔，并设有用于拧紧的螺钉；圆筒状的卡箍可与上盖一体成型。

有益效果：

本实用新型掺杂装置通过磁棒的磁性作用达到上盖封闭料盒的作用，满足密封要求，避免低熔点掺杂剂挥发，在高温下磁棒退磁，料盒在重力作用下翻转打开，使得内部装载的掺杂剂落入熔硅中，节约放肩加掺杂时间，相对于掺杂勺成本低，易于安装试用；同时上盖、料盒材质均为高纯石英，满足高纯要求，避免杂质污染掺杂剂。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为掺杂装置封闭状态示意图。

图2为掺杂装置开启状态示意图。

图3为掺杂装置送入单晶炉内封闭状态示意图。

图4为掺杂装置送入单晶炉内开启状态示意图。

其中，各附图标记分别代表：1上盖；11上盖轴孔；12突出部位；2料盒；21料盒轴孔；3卡箍；31螺钉；4铰链轴；5上盖磁棒；6料盒磁棒；7重锤；8籽晶杆。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1和图2所示，该直拉单晶用纯元素掺杂装置，包括上盖1、料盒2以及卡箍3；上盖1位于料盒2的顶部，上盖1、料盒2的后端通过铰链轴4连接，上盖1前端设有上盖轴孔11，料盒2前端设有料盒轴孔21；上盖轴孔11内设有上盖磁棒5，料盒轴孔21内设有料盒磁棒6。

上盖1的一侧边后端具有一突出部位12，卡箍3贯穿固定在突出部位12内，通过卡箍3将整个掺杂装置固定在籽晶杆8上，并随随重锤7一同吊入单晶炉内。

上盖1为为高纯石英材质的平板结构，料盒2的纵截面为半圆形，顶部水平开口与上盖1贴合，底部为圆弧形；料盒2为高纯石英材质；铰链轴4为高纯石英材质；上盖磁棒5、料盒磁棒6为钕铁硼磁铁，其在单晶炉内的高温下退磁。

卡箍3为圆筒状，其侧面开有螺纹孔，并设有用于拧紧的螺钉；圆筒状的卡箍3与上盖1一体成型。

该掺杂装置的使用方法如图3和图4所示，将掺杂剂装入料盒2内，然后将上盖1和料盒2闭合，由于磁棒磁力吸合作用，闭合后可保证掺杂剂不漏出。然后通过卡箍3套在籽晶杆8上，拧紧螺丝固定，保证掺杂装置不滑脱，从而将整个掺杂装置固定在籽晶杆8上。拉晶过程需要加掺杂时，将掺杂装置随重锤7一同吊入单晶炉内，下降重锤，使籽晶至熔硅液面上方，1-3min内，由于炉内高温加热，磁棒退磁，在重力作用下，料盒2翻转打开，掺杂剂落入熔硅中，后将重锤吊出单晶炉，拆除掺杂装置即可。磁棒退磁后，可一次性报废，也可使用简易充磁机进行充磁，对充磁方向无要求。

本实用新型提供了一种直拉单晶用纯元素掺杂装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种直拉单晶用纯元素掺杂装置，其特征在于，包括上盖(1)、料盒(2)以及卡箍(3)；

所述上盖(1)位于料盒(2)的顶部，上盖(1)、料盒(2)的后端通过铰链轴(4)连接，前端均设有轴孔(11，21)，所述轴孔(11，21)内贯穿有磁棒(5，6)；上盖(1)、料盒(2)通过前端磁棒(5，6)的磁性作用靠紧，从而通过上盖(1)将料盒(2)封闭；

所述上盖(1)的一侧边后端具有一突出部位(12)，所述卡箍(3)贯穿固定在突出部位(12)内。

2.根据权利要求1所述的直拉单晶用纯元素掺杂装置，其特征在于，所述上盖(1)为平板结构，为高纯石英材质。

3.根据权利要求1所述的直拉单晶用纯元素掺杂装置，其特征在于，所述料盒(2)的纵截面为半圆形，顶部水平开口与上盖(1)贴合，底部为圆弧形；料盒(2)为高纯石英材质。

4.根据权利要求1所述的直拉单晶用纯元素掺杂装置，其特征在于，所述铰链轴(4)为高纯石英或高纯陶瓷材质。

5.根据权利要求1所述的直拉单晶用纯元素掺杂装置，其特征在于，所述磁棒(5，6)为钕铁硼磁铁。

6.根据权利要求1所述的直拉单晶用纯元素掺杂装置，其特征在于，所述卡箍(3)为圆筒状，其侧面开有螺纹孔，并设有用于拧紧的螺钉(31)。

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