TWI827440B - 加料管、單晶生長設備及其加料方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開了一種加料管、單晶生長設備及其加料方法，加料管用於單晶生長設備，單晶生長設備包括：坩堝和加料管，坩堝適於盛放矽熔湯，加料管包括：管本體，管本體限定出輸料通道和多個用於儲放矽原料的儲料腔，多個儲料腔均和輸料通道連通，輸料通道適於將多個儲料腔內的矽原料投放至坩堝；開關組件，開關組件適於分別控制多個儲料腔與輸料通道的通斷。根據本發明的加料管，更容易控制矽原料的投放量，也可以防止矽原料進入矽熔湯時造成的高溫矽熔湯的飛濺，從而提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性。
Description
本發明關於碳化矽單晶生長技術領域，尤其是關於一種加料管、單晶生長設備及其加料方法。
相關技術中，通常使用多段拉晶技術以降低製備晶棒的成本，在拉製出一個晶棒後，需要使用加料管向石英坩堝內補充多晶矽原料，以補足由於上次提拉晶棒而減少的矽熔湯。但是在使用加料管向石英坩堝內補充多晶矽原料時，由於加料管與熔湯液面之間存在高度差，當加料管的加料口打開時，在重力的作用下，大量的多晶矽從加料管掉落至熔湯，容易造成熔湯的飛濺，影響晶體生長裝置工作的可靠性。
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明在於提出一種加料管，所述加料管可以防止加料時高溫矽熔湯的飛濺，提高單晶生長設備的安全性和可靠性。
本發明還提出一種具有上述加料管的單晶生長設備。
本發明還提出了一種單晶生長設備的加料方法，利用所述加料方法可以防止加料時高溫矽熔湯的飛濺，提高單晶生長設備的安全性和可靠性。
根據本發明第一方面實施例的加料管，用於單晶生長設備，所述單晶生長設備包括：坩堝和所述加料管，所述坩堝適於盛放矽熔湯，所述加料管包括：管本體，所述管本體限定出輸料通道和多個用於儲放矽原料的儲料腔，多個所述儲料腔均和所述輸料通道連通，所述輸料通道適於將多個所述儲料腔內的矽原料投放至所述坩堝；開關組件，所述開關組件適於分別控制多個所述儲料腔與所述輸料通道的通斷。
根據本發明實施例的加料管，通過設置多個儲料腔，可以在需要向坩堝內投料時來選擇投放一個或多個儲料腔內的矽原料，與相關技術中加料管僅設有一個儲料腔，在打開儲料腔時將全部的矽原料均投入矽熔湯相比，一方面更易於控制每次投放矽原料時的投放量，另一方面，可以防止大量的矽原料進入矽熔湯時造成的高溫矽熔湯的飛濺，提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性。此外，多個儲料腔中的矽原料均通過輸料通道來投放，更容易控制和調整落料區域。
根據本發明的一些實施例，所述管本體包括：外管；內管，所述內管位於所述外管的內側，所述內管限定出所述輸料通道；多個隔板，多個所述隔板間隔設於所述外管與所述內管之間，多個所述隔板與所述外管以及所述內管共同限定出多個所述儲料腔，所述內管上形成有與多個所述儲料腔一一對應的多個連通口，所述連通口連通所述儲料腔和所述輸料通道，所述開關組件適於打開或關閉多個所述連通口。
進一步地，多個所述隔板沿所述內管的周向間隔佈置，多個所述隔板與所述外管以及所述內管共同限定出沿所述內管的軸向延伸且沿所述內管的周向間隔佈置的多個所述儲料腔，所述連通口位於所述儲料腔的鄰近底端的位置。
再進一步地，所述儲料腔的底壁沿所述內管的徑向向內且沿軸向向下的方向傾斜延伸。
根據本發明的一些實施例，所述開關組件包括：多個開關門，多個所述開關門與多個所述連通口一一對應且適配，所述開關門沿所述內管的軸向且遠離所述坩堝的一端與所述內管樞轉連接。
根據本發明的一些實施例，所述加料管還包括：驅動件，所述驅動件與所述管本體相連，所述驅動件適於驅動所述管本體繞所述管本體的中心軸線轉動以帶動多個所述儲料腔轉動。
在一些實施例中，所述加料管還包括：導向蓋，所述導向蓋適於封堵所述輸料通道的鄰近所述坩堝的一端，所述導向蓋適於在第一位置和第二位置之間移動，所述導向蓋在所述第一位置時，所述輸料通道被關閉，所述導向蓋在所述第二位置時，所述輸料通道被打開，所述儲料腔內的矽原料適於通過所述輸料通道輸送至所述坩堝。
進一步地，所述導向蓋適於沿所述管本體的軸向所述第一位置和所述第二位置之間移動，在沿所述管本體的軸向且遠離所述管本體的方向上，所述導向蓋的至少部分沿徑向向外傾斜延伸形成導向面，所述導向蓋的直徑大於所述輸料通道的直徑，所述導向蓋位於所述第一位置時，所述導向面封堵所述輸料通道，所述導向蓋在所述第二位置時，所述導向面與所述管本體沿軸向間隔開，所述儲料腔內的矽原料適於沿所述導向面輸送到所述坩堝內。
更進一步地，所述導向蓋包括：第一導向部，所述第一導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第一導向部適於將矽原料投放至所述坩堝的第一區域；第二導向部，所述第二導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第二導向部在參考面內的投影的半徑小於所述第一導向部在參考面內的投影的半徑，所述第二導向部與所述第一導向部沿徑向相對且相連，所述第二導向部適於將矽原料投放至所述坩堝的第二區域，所述第二區域在參考面內的投影位於所述第一區域在參考面內的投影的內側，所述參考面垂直於所述輸料管道的中心軸線，所述導向蓋還適於繞所述輸料通道的軸線轉動，以使所述第一導向部或所述第二導向部運動至需要投放矽料的所述儲料腔的下側。
在一些實施例中，多個所述儲料腔適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個所述儲料腔按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿所述管本體的周向依次佈置。
進一步地，多個所述儲料腔中，存儲較大尺寸矽原料的所述儲料腔的容積大於存儲較小尺寸矽原料的所述儲料腔的容積。
根據本發明第二方面實施例的單晶生長設備，包括：根據本發明第一方面所述的加料管。
根據本發明實施例的單晶生長設備，通過設置上述第一方面所述的加料管，更易於控制每次投放矽原料時的投放量，此外，可以防止大量的矽原料進入矽熔湯時造成的高溫矽熔湯的飛濺，提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性。
根據本發明第三方面實施例的單晶生長設備的加料方法，所述單晶生長設備包括：坩堝和加料管，所述坩堝適於盛放矽熔湯，所述加料管包括：管本體，所述管本體限定出輸料通道和多個用於儲放矽原料的儲料腔，多個所述儲料腔適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個所述儲料腔按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿所述管本體的周向依次佈置，多個所述儲料腔均和所述輸料通道連通，所述輸料通道適於將多個所述儲料腔內的矽原料輸送至所述坩堝內；開關組件，所述開關組件適於分別控制多個所述儲料腔與所述輸料通道的通斷；所述加料方法包括以下步驟：控制所述加料管按照多個所述儲料腔所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序依次投放多個所述儲料腔內的矽原料。
根據本發明實施例的單晶生長設備的加料方法，通過為加料管設置多個儲料腔，可以在需要向坩堝內投料時來選擇投放一個或多個儲料腔內的矽原料，並且，在加料管向坩堝內投放矽原料時，按照多個儲料腔所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序來依次打開多個儲料腔，使得在先投放的小尺寸的矽原料作為在後投放的大尺寸矽原料的緩衝層，從而避免出現矽熔湯飛濺的問題，而且還可以避免較大尺寸的多晶矽塊砸破坩堝，從而保證設備工作的可靠性。與相關技術中加料管僅設有一個儲料腔，在打開儲料腔時將全部的矽原料均投入矽熔湯相比，既便於控制每次投放矽原料時的投放量，更可以防止大量的矽原料進入矽熔湯時造成的高溫矽熔湯的飛濺，提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性，而且多個儲料腔中的矽原料均通過輸料通道來投放，更容易控制和調整落料區域。
在本發明的一些實施例中，所述加料管還包括：導向蓋，所述導向蓋適於沿所述管本體的軸向在第一位置和第二位置之間移動，在沿所述管本體的軸向且遠離所述管本體的方向上，所述導向蓋的至少部分沿徑向向外傾斜延伸形成導向面，所述導向蓋的直徑大於所述輸料通道的直徑，所述導向蓋位於所述第一位置時，所述導向面封堵所述輸料通道，所述導向蓋在所述第二位置時，所述導向面與所述管本體沿軸向間隔開，所述儲料腔內的矽原料適於沿所述導向面輸送到所述坩堝內，所述導向蓋包括：第一導向部，所述第一導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第一導向部適於將矽原料投放至所述坩堝內的第一區域；第二導向部，所述第二導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第二導向部在參考面內的投影的半徑小於所述第一導向部在參考面內的投影的半徑，所述第二導向部與所述第一導向部沿徑向相對且相連，所述第二導向部適於將矽原料投放至所述坩堝內的第二區域，所述第二區域所在的參考圓小於所述第一區域所在的參考圓，所述導向蓋還適於繞所述輸料通道的軸線轉動，以使所述第一導向部或所述第二導向部位於需要投放矽料的所述儲料腔的下側，所述加料方法還包括以下步驟：確定矽原料投放在第一區域，控制所述導向蓋旋轉至所述第一導向部與所述儲料腔的連通口相對，控制所述導向蓋沿軸向移動以打開所述輸料通道，控制所述開關組件打開所述連通口，控制所述加料管與所述第一導向部同步轉動；或者，確定矽原料投放在第二區域，控制所述導向蓋旋轉至所述第二導向部與所述儲料腔的連通口相對，控制所述導向蓋沿軸向移動以打開所述輸料通道，控制所述開關組件打開所述連通口，控制所述加料管與所述第二導向部同步轉動；或者，確定矽原料投放在第一區域和第二區域，控制所述導向蓋沿軸向移動以打開所述輸料通道，控制所述開關組件打開所述連通口，控制所述加料管與導向蓋差速轉動。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐瞭解到。
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在圖式中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考圖式描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
下面參考圖1至圖10描述根據本發明第一方面實施例的加料管100。
如圖1所示，根據本發明第一方面實施例的加料管100，可以用於單晶生長設備，例如，單晶生長設備可以是拉製晶棒的設備，也可以是其他類型的晶體生長爐。單晶生長設備可以包括：坩堝和加料管100。
其中，坩堝適於盛放矽熔湯200，在晶體生長時，坩堝中的矽原料在高溫下變成熔融態的矽熔湯200，加料管100可以用於在坩堝中的矽熔湯200減少或不足時向坩堝中添加矽原料，以即時補充晶體生長所需的原料。加料管100可以包括：管本體1和開關組件2。其中，管本體1限定出輸料通道15和多個儲料腔14，多個儲料腔14可以用於儲放矽原料。多個儲料腔14均和輸料通道15連通，輸料通道15適於將多個儲料腔14內的矽原料投放至坩堝。也就是說，每個儲料腔14中的儲放的矽原料均可以通過輸料通道15投放至坩堝內。開關組件2適於分別控制多個儲料腔14與輸料通道15的通斷，以便於根據矽熔湯200的消耗量來投放適量的原料。
根據本發明實施例的加料管100，通過設置多個儲料腔14，可以在需要向坩堝內投料時來選擇投放一個或多個儲料腔14內的矽原料，與相關技術中加料管僅設有一個儲料腔，在打開儲料腔時將全部的矽原料均投入矽熔湯相比，一方面更易於控制每次投放矽原料時的投放量，另一方面，可以防止大量的矽原料進入矽熔湯200時造成的高溫矽熔湯200的飛濺，提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性。此外，多個儲料腔14中的矽原料均通過輸料通道15來投放，更容易控制和調整落料區域。
根據本發明的一些實施例，管本體1可以包括：外管11、內管12和多個隔板13。其中，內管12位於外管11的內側，內管12和外管11可以同軸設置，內管12限定出輸料通道15。多個隔板13間隔設於外管11與內管12之間，多個隔板13與外管11以及內管12共同限定出多個儲料腔14，內管12上形成有與多個儲料腔14一一對應的多個連通口，連通口連通儲料腔14和輸料通道15，開關組件2適於打開或關閉多個連通口。例如，每個隔板13可以垂直於輸料通道15的中心軸線設置，多個隔板13相互平行，此時所形成的多個儲料腔14可以沿輸料通道15的軸向佈置；或者，每個隔板13可以沿輸料通道15的軸向延伸，多個隔板13相互平行，此時所形成的多個儲料腔14可以沿輸料通道15的周向佈置。由此，加料管100的整體結構簡單，便於製造和裝配。
進一步地，參考圖1至圖3，多個隔板13可以沿內管12的周向間隔佈置，多個隔板13與外管11以及內管12共同限定出多個儲料腔14，每個儲料腔14均沿內管12的軸向延伸，並且多個儲料腔14沿內管12的周向間隔佈置，連通口位於儲料腔14的鄰近底端的位置，如此，使得連通口可以最大程度接近坩堝，減小連通口和坩堝內的矽熔湯200的高度差，以避免落料引起的矽熔湯200飛濺。
再進一步地，參考圖6和圖7，儲料腔14的底壁沿內管12的徑向向內且沿軸向向下的方向傾斜延伸，如此，儲料腔14內的矽原料均可以被充分投放，避免矽原料在儲料腔14的底部產生堆積以及由此導致的投放不充分。
根據本發明的一些實施例，參考圖4至圖9，開關組件2可以包括：多個開關門21。其中，多個開關門21與多個連通口一一對應且適配，開關門21沿內管12的軸向且遠離坩堝的一端與內管12樞轉連接。例如，由於內管12為環形，連通口的截面也為弧形，由此，開關門21形成為與連通口適配的弧形板，以便於更好地關閉和打開連通口，開關門21的頂端和內管12通過樞轉軸連接以便於開關門21的打開和關閉。
根據本發明的一些實施例，參考圖1至圖9，加料管100還可以包括：驅動件5。具體而言，驅動件5與管本體1相連，驅動件5適於驅動管本體1繞管本體1的中心軸線轉動以帶動多個儲料腔14轉動，如此，可以實現加料管100向坩堝內的各區域均勻布料，保證矽熔湯200周向方向上均有投料，防止局部區域落料過多，受熱不均勻，提高矽原料的熔融效率，進而確保晶體的正常生長。較佳地，驅動件5可以設於單晶生長設備的隔離爐上。
在一些實施例中，參考圖4至圖9，加料管100還可以包括：導向蓋3。具體而言，導向蓋3適於封堵輸料通道15的鄰近坩堝的一端（例如圖4中所示的輸料通道15的下端），導向蓋3可以在第一位置和第二位置之間移動，當導向蓋3位於第一位置時，導向蓋3可以封堵輸料通道15的下端，此時輸料通道15被關閉，當導向蓋3處於第二位置時，輸料通道15被打開，此時儲料腔14內的矽原料可以通過輸料通道15輸送至坩堝。此外，投料過程中，在導向蓋3的導向作用下，多晶矽料可以投放在坩堝的相對靠外的位置處，從而減少中心位置矽熔湯200的波動。較佳地，加料管100還可以包括提拉機構4，提拉機構4與導向蓋3體的上端連接，利用提拉機構4的上下牽拉，使得導向蓋3在第一位置和第二位置之間移動以實現打開或封閉輸料通道15。
進一步地，導向蓋3適於沿管本體1的軸向第一位置和第二位置之間移動，在沿管本體1的軸向且遠離管本體1的方向上，導向蓋3的上表面的至少部分沿徑向向外傾斜延伸形成導向面，導向蓋3的直徑大於輸料通道15的直徑，導向蓋3位於第一位置時，導向面封堵輸料通道15，導向蓋3在第二位置時，導向面與管本體1沿軸向間隔開，儲料腔14內的矽原料適於沿導向面輸送到坩堝內。
例如圖4所示，導向蓋3形成為在從下至上的方向上橫截面積逐漸減小的圓錐形，導向蓋3的上表面形成為導向面，導向蓋3在參考面內的投影的直徑大於輸料通道15在參考面內的投影的直徑，在投放矽原料時，從輸料通道15落下的矽原料首先落在導向蓋3上，然後沿著導向面滑落到坩堝內，如此，一方面導向蓋3可以起到對矽原料的緩衝作用，另一方面，由於矽原料是從導向蓋3的邊緣落入坩堝內，因此矽原料在坩堝內的落料區域由導向蓋3的大小決定，因此可以通過調整導向蓋3的大小來調整矽原料的落料區域。
在一些實施例中，參考圖8至圖10，導向蓋3可以包括：第一導向部31和第二導向部32。其中，第一導向部31在參考面內的投影形成為半圓形，第一導向部31適於將矽原料投放至坩堝的第一區域。第二導向部32在參考面內的投影形成為半圓形，第二導向部32在參考面內的投影的半徑小於第一導向部31在參考面內的投影的半徑，第二導向部32與第一導向部31沿徑向相對且相連，第二導向部32適於將矽原料投放至坩堝的第二區域，第二區域在參考面內的投影位於第一區域在參考面內的投影的內側，參考面垂直於輸料通道15的中心軸線。導向蓋3還適於繞輸料通道15的軸線轉動，以使第一導向部31或第二導向部32運動至需要投放矽料的儲料腔14的下側，如此，通過設置導向蓋3，並將導向蓋3設置為適於繞輸料通道15的軸線轉動，可以方便地調整原料在坩堝內的落料區域。
例如，當確定矽原料需要投放在第一區域時，可以控制導向蓋3旋轉至第一導向部31與儲料腔14的連通口相對，然後控制導向蓋3沿軸向移動至第二位置以打開輸料通道15，控制開關門21打開連通口，控制加料管100與第一導向部31同步轉動，此時儲料腔14內的原料可以始終沿著第一導向部31的導向面落到坩堝的第一區域。
當確定矽原料需要投放在第二區域時，可以控制導向蓋3旋轉至第二導向部32與儲料腔14的連通口相對，然後控制導向蓋3沿軸向移動至第二位置以打開輸料通道15，控制開關門21打開連通口，並控制加料管100與第二導向部32同步轉動，此時儲料腔14內的原料可以始終沿著第一導向部31的導向面落到坩堝的第二區域。
當確定坩堝的第一區域和第二區域均需要投放矽原料時，可以控制導向蓋3沿軸向移動至第二位置以打開輸料通道15，控制開關組件2打開連通口，控制加料管100與導向蓋3差速轉動，這樣，當第一導向部31轉動至和儲料腔14的連通口相對時，儲料腔14內的矽原料可以沿第一導向部31的導向面落至坩堝的第一區域；當第二導向部32轉動至和儲料腔14的連通口相對時，儲料腔14內的矽原料可以沿第二導向部32的導向面落至坩堝的第二區域。
在一些實施例中，參考圖1至圖3，多個儲料腔14適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個儲料腔14按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿管本體1的周向依次佈置。例如，多個所述儲料腔14包括：第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔和第四儲料腔。其中，第一儲料腔適於儲放第一尺寸的矽原料；第二儲料腔適於儲放第二尺寸的矽原料，第二尺寸大於第一尺寸；第三儲料腔適於儲放第三尺寸的矽原料，第三尺寸大於第二尺寸；第四儲料腔適於儲放第四尺寸的矽原料，第四尺寸大於第三尺寸，第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔以及第四儲料腔沿管本體1的周向依次佈置。如此，本發明的加料管100可以根據實際需要投放多種尺寸的矽原料。
在加料管100向坩堝內投放矽原料時，可以按照多個儲料腔14所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序來依次打開多個儲料腔14，以使較小尺寸的矽原料先落入矽熔湯200內，這樣，靠後投放的較大尺寸的矽原料在落入矽熔湯200時可以以靠前投放的矽原料作為緩衝層，以防止矽熔湯200的飛濺。例如，先將第一尺寸的多晶矽塊（矽原料）加入矽熔湯200，由此第一尺寸的多晶矽塊可以在矽熔湯200的表面形成第一緩衝層；然後再投放第二尺寸的多晶矽塊，使得第二尺寸的多晶矽塊掉落至第一緩衝層上，在第一緩衝層的緩衝作用下，可以減少第二尺寸的多晶矽塊對矽熔湯200的衝擊，同時第二尺寸的多晶矽塊又可以形成第二緩衝層；以此類推，依次再投放第三尺寸和第四尺寸的多晶矽塊，如此，在緩衝層的緩衝下，可以避免出現矽熔湯200飛濺的問題，而且還可以避免較大尺寸的多晶矽塊砸破石英坩堝，從而保證設備工作的可靠性。
進一步地，參考圖2至圖3，多個儲料腔14中，存儲較大尺寸矽原料的儲料腔14的容積大於存儲較小尺寸矽原料的儲料腔14的容積，例如，第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔和第四儲料腔的尺寸可以依次增大，例如，加料管100可以構造為第四儲料腔的圓心角為180°，其餘三個儲料腔14的圓心角為分別為40°、60°、80°，當然，多個儲料腔14的圓心角可以根據實際需要合理選擇，由此可以盛放更多的大尺寸多晶矽料。當然，具體地每個腔室的角度範圍還可以擴展，只要保證第四儲料腔的體積最大即可。
或者，在另外的一些實施例中，加料管100也可以構造為第一儲料腔和第二儲料腔的容積相同，第三儲料腔和第四儲料腔的容積相同，並且，第一儲料腔和第二儲料腔的容積小於第三儲料腔和第四儲料腔的容積。還或者，加料管100也可以構造為第二儲料腔和第三儲料腔的容積相同，第一儲料腔的容積小於第二儲料腔的容積，第三儲料腔的容積小於第四儲料腔的容積。多個儲料腔14的容積大小可以根據實際需要合理選擇。
下面描述根據本發明第二方面實施例的單晶生長設備。
根據本發明第二方面的單晶生長設備，包括：根據本發明上述實施例的加料管100。
根據本發明第二方面實施例的單晶生長設備，通過設置上述實施例的加料管100，更易於控制每次投放矽原料時的投放量，此外，可以防止大量的矽原料進入矽熔湯200時造成的高溫矽熔湯200的飛濺，提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性。
下面描述根據本發明的單晶生長設備的一個具體實施例的加料方法。
根據本發明實施例的的單晶生長設備的加料方法，其中，單晶生長設備可以是拉製晶棒的設備，也可以是其他類型的晶體生長爐。單晶生長設備可以包括：坩堝和加料管100。
其中，坩堝適於盛放矽熔湯200，在晶體生長時，坩堝中的矽原料在高溫下變成熔融態的矽熔湯200，加料管100可以用於在坩堝中的矽熔湯200減少或不足時向坩堝中添加矽原料，以即時補充晶體生長所需的原料。加料管100可以包括：管本體1和開關組件2。其中，管本體1限定出輸料通道15和多個儲料腔14，多個儲料腔14可以用於儲放矽原料。多個儲料腔14均和輸料通道15連通，多個儲料腔14適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個儲料腔14按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿管本體1的周向依次佈置，輸料通道15適於將多個儲料腔14內的矽原料投放至坩堝。也就是說，每個儲料腔14中的儲放的矽原料均可以通過輸料通道15投放至坩堝內。開關組件2適於分別控制多個儲料腔14與輸料通道15的通斷，以便於根據矽熔湯200的消耗量來投放適量的原料。加料方法可以包括以下步驟：控制加料管100按照多個儲料腔14所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序依次投放多個儲料腔14內的矽原料。
多個所述儲料腔14包括：第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔和第四儲料腔。其中，第一儲料腔適於儲放第一尺寸的矽原料；第二儲料腔適於儲放第二尺寸的矽原料，第二尺寸大於第一尺寸；第三儲料腔適於儲放第三尺寸的矽原料，第三尺寸大於第二尺寸；第四儲料腔適於儲放第四尺寸的矽原料，第四尺寸大於第三尺寸，第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔以及第四儲料腔沿管本體1的周向依次佈置。如此，本發明的加料管100可以根據實際需要投放多種尺寸的矽原料。
在加料管100向坩堝內投放矽原料時，可以按照多個儲料腔14所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序來依次打開多個儲料腔14，以使較小尺寸的矽原料先落入矽熔湯200內，這樣，靠後投放的較大尺寸的矽原料在落入矽熔湯200時可以以靠前投放的矽原料作為緩衝層，以防止矽熔湯200的飛濺。例如，先將第一尺寸的多晶矽塊（矽原料）加入矽熔湯200，由此第一尺寸的多晶矽塊可以在矽熔湯200的表面形成第一緩衝層；然後再投放第二尺寸的多晶矽塊，使得第二尺寸的多晶矽塊掉落至第一緩衝層上，在第一緩衝層的緩衝作用下，可以減少第二尺寸的多晶矽塊對矽熔湯200的衝擊，同時第二尺寸的多晶矽塊又可以形成第二緩衝層；以此類推，依次再投放第三尺寸和第四尺寸的多晶矽塊，如此，在緩衝層的緩衝下，可以避免出現矽熔湯200飛濺的問題，而且還可以避免較大尺寸的多晶矽塊砸破石英坩堝，從而保證設備工作的可靠性。
根據發明實施例的單晶生長設備的加料方法，可以避免加料時出現矽熔湯200飛濺的問題，而且還可以避免較大尺寸的多晶矽塊砸破石英坩堝，從而保證設備工作的可靠性。
下面參考圖式描述根據本發明第三方面實施例的單晶生長設備的加料方法。
根據本發明第三方面實施例的單晶生長設備的加料方法，其中，單晶生長設備可以是拉製晶棒的設備，也可以是其他類型的晶體生長爐。單晶生長設備可以包括：坩堝和加料管100。
其中，坩堝適於盛放矽熔湯200，在晶體生長時，坩堝中的矽原料在高溫下變成熔融態的矽熔湯200，加料管100可以用於在坩堝中的矽熔湯200減少或不足時向坩堝中添加矽原料，以即時補充晶體生長所需的原料。加料管100可以包括：管本體1和開關組件2。其中，管本體1限定出輸料通道15和多個儲料腔14，多個儲料腔14可以用於儲放矽原料。多個儲料腔14均和輸料通道15連通，多個儲料腔14適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個儲料腔14按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿管本體1的周向依次佈置，輸料通道15適於將多個儲料腔14內的矽原料投放至坩堝。也就是說，每個儲料腔14中的儲放的矽原料均可以通過輸料通道15投放至坩堝內。開關組件2適於分別控制多個儲料腔14與輸料通道15的通斷，以便於根據矽熔湯200的消耗量來投放適量的原料。加料方法可以包括以下步驟：控制加料管100按照多個儲料腔14所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序依次投放多個儲料腔14內的矽原料。
例如，多個所述儲料腔14包括：第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔和第四儲料腔。其中，第一儲料腔適於儲放第一尺寸的矽原料；第二儲料腔適於儲放第二尺寸的矽原料，第二尺寸大於第一尺寸；第三儲料腔適於儲放第三尺寸的矽原料，第三尺寸大於第二尺寸；第四儲料腔適於儲放第四尺寸的矽原料，第四尺寸大於第三尺寸，第一儲料腔、第二儲料腔、第三儲料腔以及第四儲料腔沿管本體1的周向依次佈置。如此，本發明的加料管100可以根據實際需要投放多種尺寸的矽原料。
在加料管100向坩堝內投放矽原料時，可以按照多個儲料腔14所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序來依次打開多個儲料腔14，以使較小尺寸的矽原料先落入矽熔湯200內，這樣，靠後投放的較大尺寸的矽原料在落入矽熔湯200時可以以靠前投放的矽原料作為緩衝層，以防止矽熔湯200的飛濺。例如，先將第一尺寸的多晶矽塊（矽原料）加入矽熔湯200，由此第一尺寸的多晶矽塊可以在矽熔湯200的表面形成第一緩衝層；然後再投放第二尺寸的多晶矽塊，使得第二尺寸的多晶矽塊掉落至第一緩衝層上，在第一緩衝層的緩衝作用下，可以減少第二尺寸的多晶矽塊對矽熔湯200的衝擊，同時第二尺寸的多晶矽塊又可以形成第二緩衝層；以此類推，依次再投放第三尺寸和第四尺寸的多晶矽塊，如此，在緩衝層的緩衝下，可以避免出現矽熔湯200飛濺的問題，而且還可以避免較大尺寸的多晶矽塊砸破石英坩堝，從而保證設備工作的可靠性。
根據發明實施例的單晶生長設備的加料方法，通過為加料管100設置多個儲料腔14，可以在需要向坩堝內投料時來選擇投放一個或多個儲料腔14內的矽原料，並且，在加料管100向坩堝內投放矽原料時，按照多個儲料腔14所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序來依次打開多個儲料腔14，使得在先投放的小尺寸的矽原料作為在後投放的大尺寸矽原料的緩衝層，從而避免出現矽熔湯200飛濺的問題，而且還可以避免較大尺寸的多晶矽塊砸破坩堝，從而保證設備工作的可靠性。與相關技術中加料管僅設有一個儲料腔，在打開儲料腔時將全部的矽原料均投入矽熔湯200相比，既便於控制每次投放矽原料時的投放量，更可以防止大量的矽原料進入矽熔湯200時造成的高溫矽熔湯200的飛濺，提升了單晶生長設備運行的安全性和可靠性，而且多個儲料腔14中的矽原料均通過輸料通道15來投放，更容易控制和調整落料區域。
在一些實施例中，參考圖8至圖10，加料管100還可以包括：導向蓋3。具體而言，導向蓋3適於封堵輸料通道15的鄰近坩堝的一端，導向蓋3可以在第一位置和第二位置之間移動，當導向蓋3位於第一位置時，導向蓋3可以封堵輸料通道15的下端，此時輸料通道15被關閉，當導向蓋3處於第二位置時，輸料通道15被打開，此時儲料腔14內的矽原料可以通過輸料通道15輸送至坩堝。此外，當投料時，在導向蓋3體的導向下，多晶矽料可以投放在坩堝的相對靠外的位置處，從而減少中心位置矽熔湯200的波動。較佳地，加料管100還可以包括提拉機構4，提拉機構4與導向蓋3體的上端連接，利用提拉機構4的上下牽拉，使得導向蓋3體打開或封閉輸料通道15的底端。
進一步地，導向蓋3適於沿管本體1的軸向第一位置和第二位置之間移動，在沿管本體1的軸向且遠離管本體1的方向上，導向蓋3的至少部分沿徑向向外傾斜延伸形成導向面，導向蓋3的直徑大於輸料通道15的直徑，導向蓋3位於第一位置時，導向面封堵輸料通道15，導向蓋3在第二位置時，導向面與管本體1沿軸向間隔開，儲料腔14內的矽原料適於沿導向面輸送到坩堝內。
導向蓋3形成為在從下至上的方向上橫截面積逐漸減小的圓錐形，導向蓋3的上表面形成為導向面，導向蓋3在參考面內的投影的直徑大於輸料通道15在參考面內的投影的直徑，在投放矽原料時，從輸料通道15落下的矽原料首先落在導向蓋3上，然後沿著導向面滑落到坩堝內，如此，一方面導向蓋3可以起到對矽原料的緩衝作用，另一方面，由於矽原料是從導向蓋3的邊緣落入坩堝內，因此矽原料在坩堝內的落料區域由導向蓋3的大小決定，因此可以通過調整導向蓋3的大小來調整矽原料的落料區域。
在一些實施例中，導向蓋3可以包括：第一導向部31和第二導向部32。其中，第一導向部31在參考面內的投影形成為半圓形，第一導向部31適於將矽原料投放至坩堝的第一區域。第二導向部32在參考面內的投影形成為半圓形，第二導向部32在參考面內的投影的半徑小於第一導向部31在參考面內的投影的半徑，第二導向部32與第一導向部31沿徑向相對且相連，第二導向部32適於將矽原料投放至坩堝的第二區域，第二區域在參考面內的投影位於第一區域在參考面內的投影的內側，參考面垂直於輸料管道的中心軸線。導向蓋3還適於繞輸料通道15的軸線轉動，以使第一導向部31或第二導向部32運動至需要投放矽料的儲料腔14的下側，如此，通過設置導向蓋3，並將導向蓋3設置為適於繞輸料通道15的軸線轉動，可以方便地調整原料在坩堝內的落料區域。
加料方法還包括以下步驟：當確定矽原料需要投放在第一區域時，可以控制導向蓋3旋轉至第一導向部31與儲料腔14的連通口相對，然後控制導向蓋3沿軸向移動至第二位置以打開輸料通道15，控制開關門21打開連通口，控制加料管100與第一導向部31同步轉動，此時儲料腔14內的原料可以始終沿著第一導向部31的導向面落到坩堝的第一區域。
當確定矽原料需要投放在第二區域時，可以控制導向蓋3旋轉至第二導向部32與儲料腔14的連通口相對，然後控制導向蓋3沿軸向移動至第二位置以打開輸料通道15，控制開關門21打開連通口，並控制加料管100與第二導向部32同步轉動，此時儲料腔14內的原料可以始終沿著第一導向部31的導向面落到坩堝的第二區域。
當確定坩堝的第一區域和第二區域均需要投放矽原料時，可以控制導向蓋3沿軸向移動至第二位置以打開輸料通道15，控制開關組件2打開連通口，控制加料管100與導向蓋3差速轉動，這樣，當第一導向部31轉動至和儲料腔14的連通口相對時，儲料腔14內的矽原料可以沿第一導向部31的導向面落至坩堝的第一區域；當第二導向部32轉動至和儲料腔14的連通口相對時，儲料腔14內的矽原料可以沿第二導向部32的導向面落至坩堝的第二區域。由此，根據本實施例的加料方法，可以方便地向坩堝的第一區域和第二區域投放矽原料。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」、「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」、「軸向」、「徑向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於圖式所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接，還可以是通信；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於所屬領域具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，所屬領域具通常知識者可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管已經示出和描述了本發明的實施例，本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由權利要求及其等同物限定。
1:管本體
2:開關組件
3:導向蓋
4:提拉機構
5:驅動件
11:外管
12:內管
13:隔板
14:儲料腔
15:輸料通道
21:開關門
31:第一導向部
32:第二導向部
100:加料管
200:矽熔湯
圖1是根據本發明實施例的加料管的一個實施例的示意圖；
圖2是根據本發明實施例的加料管的另一個實施例的示意圖；
圖3是根據本發明實施例的加料管的又一個實施例的示意圖；
圖4是根據本發明實施例的加料管的另一個角度的示意圖；
圖5是圖4中所示的加料管的儲料腔打開的示意圖；
圖6是根據本發明實施例的加料管的另一個實施例的示意圖；
圖7是圖6中所示的加料管的儲料腔打開的示意圖；
圖8是根據本發明實施例的加料管的又一個實施例的示意圖；
圖9是圖8中所示的加料管的儲料腔打開的示意圖；
圖10是圖8中所示的加料管的導向蓋的示意圖。
1:管本體
3:導向蓋
4:提拉機構
5:驅動件
14:儲料腔
15:輸料通道
200:矽熔湯
Claims (11)
- 一種加料管，用於單晶生長設備，所述單晶生長設備包括：坩堝和所述加料管，所述坩堝適於盛放矽熔湯，所述加料管包括：管本體，所述管本體限定出輸料通道和多個用於儲放矽原料的儲料腔，多個所述儲料腔均和所述輸料通道連通，所述輸料通道適於將多個所述儲料腔內的矽原料投放至所述坩堝；開關組件，所述開關組件適於分別控制多個所述儲料腔與所述輸料通道的通斷，其中所述管本體包括：外管；內管，所述內管位於所述外管的內側，所述內管限定出所述輸料通道；多個隔板，多個所述隔板間隔設於所述外管與所述內管之間，多個所述隔板與所述外管以及所述內管共同限定出多個所述儲料腔，所述內管上形成有與多個所述儲料腔一一對應的多個連通口，所述連通口連通所述儲料腔和所述輸料通道，所述開關組件適於打開或關閉多個所述連通口；其中多個所述隔板沿所述內管的周向間隔佈置，多個所述隔板與所述外管以及所述內管共同限定出沿所述內管的軸向延伸且沿所述內管的周向間隔佈置的多個所述儲料腔，所述連通口位於所述儲料腔的鄰近底端的位置；所述加料管還包括：導向蓋，所述導向蓋適於封堵所述輸料通道的鄰近所述坩堝的一端，所述導向蓋適於在第一位置和第二位置之間移動，所述導向蓋在所述第一位置時，所述輸料通道被關閉，所述導向蓋在所述第二位置時，所 述輸料通道被打開，所述儲料腔內的矽原料適於通過所述輸料通道輸送至所述坩堝。
- 如請求項1所述之加料管，其中所述儲料腔的底壁沿所述內管的徑向向內且沿軸向向下的方向傾斜延伸。
- 如請求項1所述之加料管，其中所述開關組件包括：多個開關門，多個所述開關門與多個所述連通口一一對應且適配，所述開關門沿所述內管的軸向且遠離所述坩堝的一端與所述內管樞轉連接。
- 如請求項1所述之加料管，還包括：驅動件，所述驅動件與所述管本體相連，所述驅動件適於驅動所述管本體繞所述管本體的中心軸線轉動以帶動多個所述儲料腔轉動。
- 如請求項1所述之加料管，其中所述導向蓋適於沿所述管本體的軸向所述第一位置和所述第二位置之間移動，在沿所述管本體的軸向且遠離所述管本體的方向上，所述導向蓋的至少部分沿徑向向外傾斜延伸形成導向面，所述導向蓋的直徑大於所述輸料通道的直徑，所述導向蓋位於所述第一位置時，所述導向面封堵所述輸料通道，所述導向蓋在所述第二位置時，所述導向面與所述管本體沿軸向間隔開，所述儲料腔內的矽原料適於沿所述導向面輸送到所述坩堝內。
- 如請求項5所述之加料管，其中所述導向蓋包括：第一導向部，所述第一導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第一導向部適於將矽原料投放至所述坩堝的第一區域；第二導向部，所述第二導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第二導向部在參考面內的投影的半徑小於所述第一導向部在參考面內的投影的半徑，所述第二導向部與所述第一導向部沿徑向相對且相連，所述第二導向部適於將矽原料投放至所述坩堝的第二區域，所述第二區域在參考面內的投影位於所述第一區域在參考面內的投影的內側，所述參考面垂直於所述輸料管道的中心軸線，所述導向蓋還適於繞所述輸料通道的軸線轉動，以使所述第一導向部或所述第二導向部運動至需要投放矽料的所述儲料腔的下側。
- 如請求項1所述之加料管，其中多個所述儲料腔適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個所述儲料腔按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿所述管本體的周向依次佈置。
- 如請求項7所述之加料管，其中多個所述儲料腔中，存儲較大尺寸矽原料的所述儲料腔的容積大於存儲較小尺寸矽原料的所述儲料腔的容積。
- 一種單晶生長設備，包括：如請求項1-8中任一項所述之加料管。
- 一種單晶生長設備的加料方法，所述單晶生長設備包括：坩堝和加料管，所述坩堝適於盛放矽熔湯，所述加料管包括：管本體，所述管本體限定出輸料通道和多個用於儲放矽原料的儲料腔，多個所述儲料腔適於分別存儲不同尺寸的矽原料，多個所述儲料腔按照所存儲的矽原料的尺寸大小沿所述管本體的周向依次佈置，多個所述儲料腔均和所述輸料通道連通，所述輸料通道適於將多個所述儲料腔內的矽原料輸送至所述坩堝內；開關組件，所述開關組件適於分別控制多個所述儲料腔與所述輸料通道的通斷，其中所述管本體包括：外管；內管，所述內管位於所述外管的內側，所述內管限定出所述輸料通道；多個隔板，多個所述隔板間隔設於所述外管與所述內管之間，多個所述隔板與所述外管以及所述內管共同限定出多個所述儲料腔，所述內管上形成有與多個所述儲料腔一一對應的多個連通口，所述連通口連通所述儲料腔和所述輸料通道，所述開關組件適於打開或關閉多個所述連通口，其中多個所述隔板沿所述內管的周向間隔佈置，多個所述隔板與所述外管以及所述內管共同限定出沿所述內管的軸向延伸且沿所述內管的周向間隔佈置的多個所述儲料腔，所述連通口位於所述儲料腔的鄰近底端的位置，所述加料管還包括：導向蓋，所述導向蓋適於封堵所述輸料通道的鄰近所述坩堝的一端，所述導向蓋適於在第一位置和第二位置之間移動，所述導向蓋在所述第一位置時，所述輸料通道被關閉，所述導向蓋在所述第二位置時，所述輸料通道被打開，所述儲料腔內的矽原料適於通過所述輸料通道輸送至所述坩堝； 所述加料方法包括以下步驟：控制所述加料管按照多個所述儲料腔所存儲的矽原料的尺寸由小到大的順序依次投放多個所述儲料腔內的矽原料。
- 如請求項10所述之單晶生長設備的加料方法，其中所述導向蓋適於沿所述管本體的軸向在第一位置和第二位置之間移動，在沿所述管本體的軸向且遠離所述管本體的方向上，所述導向蓋的至少部分沿徑向向外傾斜延伸形成導向面，所述導向蓋的直徑大於所述輸料通道的直徑，所述導向蓋位於所述第一位置時，所述導向面封堵所述輸料通道，所述導向蓋在所述第二位置時，所述導向面與所述管本體沿軸向間隔開，所述儲料腔內的矽原料適於沿所述導向面輸送到所述坩堝內，所述導向蓋包括：第一導向部，所述第一導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第一導向部適於將矽原料投放至所述坩堝內的第一區域；第二導向部，所述第二導向部在參考面內的投影形成為半圓形，所述第二導向部在參考面內的投影的半徑小於所述第一導向部在參考面內的投影的半徑，所述第二導向部與所述第一導向部沿徑向相對且相連，所述第二導向部適於將矽原料投放至所述坩堝內的第二區域，所述第二區域所在的參考圓小於所述第一區域所在的參考圓，所述導向蓋還適於繞所述輸料通道的軸線轉動，以使所述第一導向部或所述第二導向部位於需要投放矽料的所述儲料腔的下側，所述加料方法還包括以下步驟：確定矽原料投放在第一區域，控制所述導向蓋旋轉至所述第一導向部與所述儲料腔的連通口相對，控制所述導向蓋沿軸向移動以打開所述輸料通道，控制 所述開關組件打開所述連通口，控制所述加料管與所述第一導向部同步轉動；或者，確定矽原料投放在第二區域，控制所述導向蓋旋轉至所述第二導向部與所述儲料腔的連通口相對，控制所述導向蓋沿軸向移動以打開所述輸料通道，控制所述開關組件打開所述連通口，控制所述加料管與所述第二導向部同步轉動；或者，確定矽原料投放在第一區域和第二區域，控制所述導向蓋沿軸向移動以打開所述輸料通道，控制所述開關組件打開所述連通口，控制所述加料管與導向蓋差速轉動。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN102312285A (zh) * | 2011-07-04 | 2012-01-11 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 用于单晶炉的外部连续投料机构 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102312285A (zh) * | 2011-07-04 | 2012-01-11 | 浙江晶盛机电股份有限公司 | 用于单晶炉的外部连续投料机构 |
| CN106567124A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-04-19 | 环球晶圆股份有限公司 | 掺杂器、长晶炉以及使用长晶炉的方法 |
| CN208949443U (zh) * | 2018-10-23 | 2019-06-07 | 宁夏旭樱新能源科技有限公司 | 单晶炉用新型连续加料装置 |
| CN109505006A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-22 | 江苏大学 | 一种水平提拉硅带成型设备的入料装置及其入料方法 |
| CN214218910U (zh) * | 2021-01-11 | 2021-09-17 | 致胜精工机电(天津)有限公司 | 一种半导体加工用硅材料热熔成锭装置 |
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