CN210945851U - 一种直拉单晶用纯元素掺杂装置 - Google Patents
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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
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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CN201921699199.6U CN210945851U (zh) | 2019-10-11 | 2019-10-11 | 一种直拉单晶用纯元素掺杂装置 |
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CN115044965A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-13 | 宁夏中晶半导体材料有限公司 | 一种用于cz法拉晶的加掺装置及其使用方法 |
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CN115044965A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-13 | 宁夏中晶半导体材料有限公司 | 一种用于cz法拉晶的加掺装置及其使用方法 |
CN115044965B (zh) * | 2022-07-19 | 2023-11-03 | 宁夏中晶半导体材料有限公司 | 一种用于cz法拉晶的加掺装置及其使用方法 |
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