JPH02255590A - Granular silicon supplying device - Google Patents
Granular silicon supplying deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、シリコン単結晶引上げ装置においてシリコ
ン原料粒子をるつぼ内に供給する粒状シリコン原料供給
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a granular silicon raw material supply device for supplying silicon raw material particles into a crucible in a silicon single crystal pulling device.
[従来の技術]
チョクラルスキー法によるシリコン単結晶引上げ装置に
おいて、粒状原料をるつぼ内に供給しながらシリコン単
結晶の連続引上げを行う操業方法は従来から知られてい
る。この場合の粒状シリコン原料の供給量装置としては
、−船釣には構造が簡単なことから振動フィーダーが考
え易い。振動フィーダーとは、振動板の上に粒状シリコ
ン原料を供給し、板の振動の振幅、あるいは振動数を制
御することにより供給量を制御するものである。[Prior Art] In a silicon single crystal pulling apparatus using the Czochralski method, an operating method for continuously pulling a silicon single crystal while supplying granular raw materials into a crucible has been known. In this case, as a device for supplying the granular silicon raw material, it is easy to consider a vibrating feeder because of its simple structure for boat fishing. A vibrating feeder is a device that supplies granular silicon raw material onto a vibrating plate, and controls the supply amount by controlling the vibration amplitude or frequency of the plate.
例えば特公昭61−17537号公報では振動フィーダ
ーの一種が提案されている。For example, Japanese Patent Publication No. 61-17537 proposes a type of vibratory feeder.
その他の供給装置としてロータリーバルブが考えられる
。第2図はロータリーバルブの断面説明図であり、図に
おいて(1)はローターで、(la)はシャフト、(i
b)は羽根である。(2)はケース、(3)は粉粒体貯
蔵ホッパーである。このロータリーバルブは、シャフト
(la)に数枚の羽根(lb)を取付けたローター(1
)をケース(2)内で回転し、上部の粉粒体貯蔵ホッパ
ー(3)より排出された粉粒体を羽根(la) とケ
ース(2)の間の空間に受は入れ、そして、ケース(2
)の下部より順次排出する。A rotary valve can be considered as another supply device. Figure 2 is a cross-sectional explanatory diagram of a rotary valve, in which (1) is the rotor, (la) is the shaft, and (i
b) is a feather. (2) is a case, and (3) is a powder storage hopper. This rotary valve consists of a rotor (1
) is rotated in the case (2), and the powder discharged from the upper powder storage hopper (3) is received into the space between the blade (la) and the case (2). (2
) is discharged sequentially from the bottom.
[発明が解決しようとする課題]
振動フィーダーでの供給量は粒状シリコン原料の寸法の
影響を大きく受ける。すなわち、粒寸法が大きいと供給
量が多くなり、小さいとその逆となる。原料粒を完全に
混合するのは難しく、大きい粒、或いは小さい粒の偏析
は避けられない。すなわち、振動フィーダーでは供給量
の寸法の偏析による供給量の変動は避けられない。この
変動は、即、単結晶育成炉の熱環境の変動となるので、
単結晶育成上は極めて好ましくないという問題点がある
。[Problems to be Solved by the Invention] The feed rate with a vibratory feeder is greatly influenced by the dimensions of the granular silicon raw material. That is, the larger the particle size, the greater the amount supplied, and vice versa, if the particle size is small. It is difficult to completely mix raw material grains, and segregation of large or small grains is unavoidable. That is, in a vibratory feeder, fluctuations in the feed amount due to segregation in the size of the feed amount are unavoidable. This variation immediately results in a variation in the thermal environment of the single crystal growth furnace, so
There is a problem in that it is extremely unfavorable in terms of single crystal growth.
他方、ロータリーバルブは、羽根とケースの間の空間に
受は入れられた粉粒体がローターの回転によってケース
内を移動する際、粉粒体とケース内面との摩擦によって
ケース内面が摩耗し、粉粒体内に不純物が混入すること
となるため、シリコン単結晶引上げ装置への原料供給装
置としては問題がある。また、粒状物質を供給する場合
には、ローターの羽根とケースとの間に粒子が噛み込む
という問題点がある。On the other hand, in rotary valves, when the powder received in the space between the blades and the case moves through the case due to the rotation of the rotor, the inner surface of the case is worn out due to friction between the powder and the inner surface of the case. Since impurities are mixed into the powder particles, this poses a problem as a raw material supply device to a silicon single crystal pulling device. Furthermore, when supplying particulate matter, there is a problem that particles get caught between the rotor blades and the case.
粒状物質の供給装置としては、ローターの弁状空間が満
杯にならない様にして噛み込みを防止した粒子用噛み込
み防止形ロータリーバルブがある。As a supply device for particulate matter, there is an anti-encroachment rotary valve for particles that prevents entrapment by preventing the valve-shaped space of the rotor from becoming full.
第3図はその断面説明図であり、羽根(lb)を図示の
ように特殊な形状して粒子の噛み込みを防止しているが
、構造が複雑となるという問題点がある。FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view of the same, and although the blades (lb) have a special shape as shown in the figure to prevent particles from getting caught, there is a problem that the structure becomes complicated.
[課題を解決するための手段]
この発明に係る粒状シリコン原料の供給装置は、減圧不
活性ガス雰囲気に置換可能な箱体内に回転軸が水平な回
転体の外周部に開口方向が回転軸と垂直かつ放射状の多
数の升を連続的に設けたローターと、ローターの上部に
設けられ、貯蔵されたシリコン粒子を下部に開口した排
出口よりローター側に供給する貯蔵ホッパーとを有する
。[Means for Solving the Problems] A supply device for granular silicon raw material according to the present invention has a box body that can be replaced with a reduced pressure inert gas atmosphere, and a rotating shaft having a horizontal axis on the outer periphery of the rotating body, the opening direction of which is parallel to the rotating axis. It has a rotor in which a large number of vertical and radial squares are continuously provided, and a storage hopper that is provided at the top of the rotor and supplies the stored silicon particles to the rotor side from an outlet opening at the bottom.
そして、ローター及び貯蔵ホッパーは、ローターの回転
停止時には貯蔵ホッパーより排出されたシリコン粒子が
ローター上に堆積してシリコン粒子の供給が停止する様
に配置される。The rotor and the storage hopper are arranged so that when the rotor stops rotating, the silicon particles discharged from the storage hopper are deposited on the rotor and the supply of silicon particles is stopped.
[作用]
この発明においては、貯蔵ホッパーの下部排出口から排
出された粒状シリコン原料は、ローターの弁状空間に受
は入れられ、ローターの回転によって升とともに移動・
排出され、ローターの回転速度に対応した量の粒状シリ
コン原料がるつぼ内に供給される。ローター停止時には
、貯蔵ホッパーの下部排出口から排出された粒状シリコ
ン原料が粒子の安息角によりローター上に堆積し、るつ
ぼ内への粒状シリコン原料の供給を停止する。[Function] In this invention, the granular silicon raw material discharged from the lower discharge port of the storage hopper is received in the valve-shaped space of the rotor, and is moved and moved together with the cell by the rotation of the rotor.
The granular silicon raw material is discharged and supplied into the crucible in an amount corresponding to the rotational speed of the rotor. When the rotor is stopped, the granular silicon raw material discharged from the lower discharge port of the storage hopper is deposited on the rotor due to the angle of repose of the particles, and the supply of the granular silicon raw material into the crucible is stopped.
この発明において、供給量に影響を及ぼす因子は、升の
大きさ、升と貯蔵ホッパーとの間隙長、ローターの回転
速度であり、供給量は粒子寸法の影響を殆ど受けず、供
給量の制御はローターの回転速度制御により行われるの
で、供給量の制御は高精度になされる。In this invention, the factors that influence the supply amount are the size of the cell, the gap length between the cell and the storage hopper, and the rotational speed of the rotor. Since this is performed by controlling the rotational speed of the rotor, the supply amount can be controlled with high precision.
[実施例]
第1図はこの発明の一実施例に係る粒状シリコン供給装
置の断面図である。シリコン単結晶引上げ装置のチャン
バー蓋(22)の上部に仕切弁(21)を介して同チャ
ンバーと連通する箱体(11)を設け、同箱体(11)
の内部をチャンバー内部と同様に減圧不活性ガス雰囲気
に置換可能とするとともに、箱体(11)の上部にはシ
リコン粒子(25)の補充の際の開閉用蓋板(18)を
設けられ、箱体(11)とボルト締めされ、かつ、0リ
ング(19)によりシールされている。[Embodiment] FIG. 1 is a sectional view of a granular silicon supply device according to an embodiment of the present invention. A box body (11) communicating with the chamber via a gate valve (21) is provided on the top of the chamber lid (22) of the silicon single crystal pulling apparatus, and the box body (11)
The inside of the box (11) can be replaced with a reduced pressure inert gas atmosphere like the inside of the chamber, and the top of the box (11) is provided with a lid plate (18) for opening and closing when replenishing the silicon particles (25). It is bolted to the box body (11) and sealed with an O-ring (19).
箱体(11)の内部には、シリコン粒子(25)を−時
的に貯蔵し下部の排出口から排出する貯蔵ホッパー (
12)、同ホッパーを保持する貯蔵ホッパー受は台(1
6)、水平な回転軸(14)を有し、外周部に開口方向
が同回転軸と垂直かつ放射状の連続した多数の升を有す
るローター(13)、ロート状案内管A(15)、及び
案内管受は台(17)が設けられ、チャンバ−蓋(22
)の開口部には、仕切り弁(21)及びシリコン粒子(
25)をるつぼに導くロート状案内管B (23)が設
けられている。Inside the box (11), there is a storage hopper (25) for temporarily storing silicon particles (25) and discharging it from the outlet at the bottom.
12), the storage hopper holder that holds the hopper is a stand (1
6), a rotor (13) having a horizontal rotation axis (14) and a large number of consecutive radial squares with opening directions perpendicular to the rotation axis on the outer periphery; a funnel-shaped guide tube A (15); The guide tube holder is provided with a stand (17) and a chamber lid (22).
) has a gate valve (21) and silicon particles (
A funnel-shaped guide tube B (23) is provided to guide the crucible (25) into the crucible.
次に動作を説明する。貯蔵ホッパー(12)内に充填さ
れたシリコン粒子(25)はホッパーの下部排出口から
連続的に排出され、同排出口の直下にあるローター(1
3)の外周部の弁状空間に充填される。Next, the operation will be explained. The silicon particles (25) filled in the storage hopper (12) are continuously discharged from the lower discharge port of the hopper, and are transferred to the rotor (1) located directly below the discharge port.
3) is filled in the valve-shaped space on the outer periphery.
充填されたシリコン粒子はローター(13)の回転によ
って升とともに移動し、最終的には重力によって升空間
から下側に落下し、ロート状案内管A(15)およびB
(21)を経てるつぼ(図示せず)内に供給される。The filled silicon particles move together with the cell due to the rotation of the rotor (13), and eventually fall downward from the cell space due to gravity, forming funnel-shaped guide tubes A (15) and B.
(21) into a crucible (not shown).
この場合、シリコン粒子(25)の排出量つまり、るつ
ぼ内へのシリコン粒子(25)の供給量はローター (
ta>の外周の弁状空間に充填されたシリコン粒子の移
動速度によって決まるので、ローター(13)の回転数
を任意に調節することにより供給量を制御することがで
きる。In this case, the discharge amount of silicon particles (25), that is, the amount of silicon particles (25) supplied into the crucible is the rotor (
Since it is determined by the moving speed of the silicon particles filled in the valve-shaped space on the outer periphery of ta>, the supply amount can be controlled by arbitrarily adjusting the rotation speed of the rotor (13).
ローター(13)の回転を停止させた場合には、貯蔵ホ
ッパー(12)から排出された粒子はローター(13)
上に固有の安息角をもって円錐形状に堆積し、るつぼ内
へのシリコン粒子の供給は停止する。When the rotation of the rotor (13) is stopped, the particles discharged from the storage hopper (12) are transferred to the rotor (13).
The silicon particles are deposited on top in a conical shape with a specific angle of repose, and the supply of silicon particles into the crucible is stopped.
この実施例による粒状シリコン原料供給装置では、従来
の振動板フィーダーの様に、供給量が原料粒寸法の影響
を受けないので、単結晶育成の安定化に大きく寄与する
。更に、ロータリーバルブの様なケースがないため、構
造が簡単であるばかりでなく、ケースと粒子の摩擦によ
るケースの摩耗による不純物の粒子内への混入を防止で
きるとともに、ケースとローターの間に粒子が噛み込む
という問題も解決できる。In the granular silicon raw material supply device according to this embodiment, unlike the conventional diaphragm feeder, the supply amount is not affected by the grain size of the raw material, so it greatly contributes to stabilizing single crystal growth. Furthermore, since there is no case like a rotary valve, the structure is not only simple, but also prevents impurities from getting into the particles due to wear of the case due to friction between the case and the rotor. It can also solve the problem of getting stuck.
また、この実施例において貯蔵ホッパー(12)、ロー
ター(13)、ロート状案内管(15)、 (23)
等シリコン粒子(25)と接する部分を石英、シリコン
、テフロンの材質で構成すれば、るつぼ内にシリコン粒
子を供給する際、不純物の混入を防止できる。In addition, in this embodiment, a storage hopper (12), a rotor (13), a funnel-shaped guide tube (15), (23)
If the portion in contact with the silicon particles (25) is made of quartz, silicon, or Teflon, it is possible to prevent impurities from entering the crucible when supplying the silicon particles into the crucible.
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、シリコン単結晶の連続
チョクラルスキー法引上げ装置において、回転軸が水平
な回転体の外周部に開口方向が回転軸と垂直かつ放射状
の多数の升を連続的に有するローターを設け、このロー
ターを回転させることにより、貯蔵ホッパーからのシリ
コン粒子をるつぼに供給するようにしたので、簡単な構
造で装置が実現でき、更に粒状シリコン原料が汚染され
ることなく、安定して定量を連続供給することができ、
安定した長時間の連続操業が可能となる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a continuous Czochralski method pulling device for silicon single crystals, a large number of radial openings, the opening direction of which is perpendicular to the rotation axis, is provided on the outer circumference of the rotating body whose rotation axis is horizontal. By rotating this rotor, the silicon particles from the storage hopper are supplied to the crucible, so the device can be realized with a simple structure, and furthermore, the granular silicon raw material is not contaminated. It is possible to stably and continuously supply a fixed amount without
Stable, long-term continuous operation is possible.
第1図はこの発明の一実施例に係る粒状シリコンの供給
装置の断面説明図、第2図及び第3図は従来のロータリ
ーバルブの断面説明図である。
図において、(12)は貯蔵ホッパー、(13)はロー
ターである。
代理人 弁理士 佐 々 木 宗 治
手
続
補
正
書(自発)
1:ローター
平成
1年5FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a granular silicon supply device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional explanatory views of a conventional rotary valve. In the figure, (12) is a storage hopper, and (13) is a rotor. Agent Patent Attorney Muneharu Sasaki Procedural Amendment (Voluntary) 1: Rotor 19995
Claims (1)
成するシリコン単結晶の連続チョクラルスキー法引上げ
装置において、 減圧不活性ガス雰囲気に置換可能な箱体内に設けられ、
回転軸が水平な回転体の外周部に、開口方向が回転軸と
垂直かつ放射状の多数の升を連続的に有するローターと
、 該ローターの上部に設けられ、貯蔵されたシリコン粒子
を下部に開口した排出口よりローター側に供給する貯蔵
ホッパーとを有し、 前記ローターの回転停止時には前記貯蔵ホッパーより排
出されたシリコン粒子が前記ローター上に堆積してシリ
コン粒子の供給が停止する様に前記ローター及び前記貯
蔵ホッパーを配置し、前記ターの回転速度を制御するこ
とによりシリコン粒子の供給量を制御することを特徴と
する粒状シリコン供給装置。[Scope of Claims] A continuous Czochralski method pulling device for silicon single crystals that grows single crystals while supplying silicon raw material particles into a crucible, which is provided in a box that can be replaced with a reduced pressure inert gas atmosphere,
A rotor that continuously has a large number of squares with opening directions perpendicular to the rotation axis and radial on the outer periphery of a rotating body whose rotation axis is horizontal; and a storage hopper that supplies the silicon particles from the discharge port to the rotor side, and when the rotor stops rotating, the silicon particles discharged from the storage hopper are deposited on the rotor, and the supply of silicon particles is stopped. and a granular silicon supply device, characterized in that the supply amount of silicon particles is controlled by arranging the storage hopper and controlling the rotational speed of the ter.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7669789A JPH02255590A (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Granular silicon supplying device |
FI901413A FI901413A0 (en) | 1989-03-30 | 1990-03-21 | ANORDINATION FOR FRAMING A KISELENKRISTALLER. |
MYPI90000473A MY105591A (en) | 1989-03-30 | 1990-03-26 | Apparatus for manufacturing silicon single crystals. |
EP19900303259 EP0390502A3 (en) | 1989-03-30 | 1990-03-27 | Apparatus for manufacturing silicon single crystals |
KR1019900004175A KR900014643A (en) | 1989-03-30 | 1990-03-28 | Silicon Single Crystal Manufacturing Equipment |
CN90102476A CN1018002B (en) | 1989-03-30 | 1990-03-30 | Make the equipment of silicon single-crystal |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02255590A true JPH02255590A (en) | 1990-10-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP7669789A Pending JPH02255590A (en) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | Granular silicon supplying device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02255590A (en) |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP7669789A patent/JPH02255590A/en active Pending
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