单晶炉加料器

摘要

一种单晶炉加料器，包括一筒体，筒体内腔中置有一根具有轴套的中心轴，轴套由径向支撑杆定位在筒体上；所述中心轴下端设有一重锤，重锤向下伸出筒体的下端口，筒体下端口的端口壁上环设有多片合页，重锤上具有一个搭接平面；所述中心轴向上伸出筒体的上端口，中心轴的顶部为连接部，该连接部结构与单晶炉副室中的籽晶重锤连接部的结构相匹配，中心轴连接部下方的轴上设有若干个定位销孔；所述筒体的上端口端面外凸形成一挂沿。利用本加料器，在单晶炉拉制单晶棒过程中也可添加原料，因此，它具有确保足量投料、石英坩埚利用率和成品率高，以及能充分利用单晶棒尾料的优点。

说明书

【技术领域】

本发明属于一种与单晶炉匹配使用的附件，尤其是属于一种给单晶炉主室中石英坩埚添加原料的单晶炉加料器。

【背景技术】

在本发明作出之前，利用单晶炉拉制单晶棒，原料一次性装入主室石英坩埚内，然后，按照工艺要求操控单晶炉拉制单晶棒。这种方式存在如下问题：1、由于单晶硅原料呈固体状，固体与固体之间必然存在间隙，使一次性投料往往不能做到足量投料，而石英坩埚又是一次性使用的易损品，因此，石英坩埚不能发挥最大效用，利用率低。2、针对一些电阻率有特殊要求的单晶棒，如：在要求单晶棒电阻率范围比较狭的情况下，由于在拉制单晶过程中没有办法实现加料，因此，也就没有办法通过加入原生多晶以提高尾部单晶的电阻率，达到充分利用尾料的目的，以至于现有技术在单晶棒拉完后，还需截去不合格部分，再通过清洗、烘干后回炉，费时费力成本高。

【发明内容】

为克服现有技术存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种单晶炉加料器，有此加料器后，现有单晶炉在拉制单晶棒过程中，就能实现足量投料的目的，从而最大限度地发挥石英坩埚效用，提高单晶炉生产效率，降低单晶棒拉制成本，另外，针对一些电阻率有特殊要求的单晶棒，可以通过加入原生多晶提高尾部单晶的电阻率，达到充分利用尾料的目的。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

这种单晶炉加料器的结构要点是：一种单晶炉加料器，其特征是：一两端开口直筒状的筒体，筒体内腔中置有一根具有轴套的中心轴，轴套由径向支撑杆定位在筒体上；所述中心轴下端设有一重锤，重锤向下伸出筒体的下端口，筒体下端口的端口壁上环设有多片合页，重锤上具有一个搭接平面，所述搭接平面为水平状态下合页的接纳面；所述中心轴向上伸出筒体的上端口，中心轴的顶部为连接部，该连接部结构与单晶炉副室中的籽晶重锤连接部的结构相匹配，连接部下方的中心轴上设有若干个限止中心轴作轴向移动的定位销孔；所述筒体的上端口端面外凸形成一挂沿。

如上所述的单晶炉加料器，其特征是：所述轴套为整体件，轴套的上端面与所述筒体的上端口平面处在同一水平面上，所述中心轴定位销孔则高于所述筒体的上端口平面。

如上所述的单晶炉加料器，其特征是：设置在所述筒体下端口上具有6块翻板式合页，每块合页呈扇型，合页与合页之间具有间隙。

如上所述的单晶炉加料器，其特征是：所述挂沿为环状的整体件。

有益效果：在本发明作出之前，未见报道和使用。发明本加料器后，彻底改变了现有单晶炉拉制单晶棒，原料需要一次性装入主室石英坩埚的现状，利用本加料器，如果发现石英坩埚内熔化后的原料不足时，即可打开单晶炉副室添加原料，实现了在单晶炉拉制单晶棒过程中添加原料的目的。中途可以添加原料，其意义在于：1、确保每只石英坩埚都能获得足量投料，解决了原料固体与固体之间存在间隙，不能足量投料的缺陷，使每只石英坩埚都能发挥最大效用，利用率高。2、每炉单晶棒拉制，埚底余料都是一定的，由于中途可以添加原料，有效提高了单晶棒的成品率。3、针对一些电阻率有特殊要求的单晶棒，可以通过加入原生多晶提高尾部单晶的电阻率，达到充分利用尾料的目的；并且根据要求还可以进行再次加料，二次利用石英坩埚。

【附图说明】

图1为本发明一个实施例的立体结构示意图。为表示清楚，图中筒体下端口处作了旋转处理。

图中：重锤1，合页2，中心轴3，固定座4，连接件41，定位轴42，筒体5，下端口51，重锤上弧面6，连接螺母61，搭接平面62，支撑杆7，筒体内壁8，轴套9，开口槽10，下插销11，定位销孔111，挂沿12。

【具体实施方式】

参见图1。筒体5以中心轴3所在的开口槽10为上部。

筒体5的直径、长度可根据匹配使用的单晶炉结构而定，即：直径以设置在主室至副室间的喉口阀(翻板阀或者插板阀)的密封处内径为基准，长度则以喉口阀上平面至石英坩埚上方合适位置为基准，决定筒体5的直径、长度。

中心轴3是一根控制杆，控制合页2的开启。它设置在筒体5的中轴线上，其外围套设了轴套9。轴套9是一只固定部件，它由若干同一水平面上的三根支撑杆7定位在筒体5上端面挂沿12的表面，以及筒体5的内壁上，确保中心轴3只能始终在筒体5内腔的中轴线上作轴向移动。轴套9可以是采用整体设置，也可以采用分段设置的技术方案，而采用整体件为好。

中心轴3下端经连接螺母61与重锤1螺纹对接，当然也可以采用整体结构。重锤1上具有一个搭接平面62。在筒体5下端口51的端口壁上设置固定座4，固定座4上具有一根定位轴42，与合页2固定的连接件41铰接在定位轴42上，合页2由此即可翻转。在圆形端口壁上共设有6块合页2，每块合页2的形状均呈扇形，且相互之间具有间隙。扇形的合页2在水平状态时，均可与重锤1的搭接平面62相搭接。

筒体5的上端口，端口壁外凸，形成环形的挂沿12，挂沿12的底面应呈水平状。中心轴3的顶部为连接部，该连接部结构可随单晶炉副室中籽晶重锤的连接部结构变化，本实施例是一种凹凸型连接结构，开口槽10用于接纳籽晶重锤连接部的凸形结构，采用其它连接结构时，只要使两者能连接在一起即可。

定位销孔用于接纳插销，图1中，下插销11插在轴套9上端面上部的一只定位销孔内，定位销孔111用于接纳上插销，使用时，上插销呈固定状，以防籽晶重锤与中心轴3连接部滑脱，重锤1和中心轴3落入石英坩埚内，造成事故。

为加深理解，下面叙说一下本加料器的使用过程。

首次使用的加料器，需要进行酸腐蚀，以去除不锈钢材料表面的氧化物及其它杂物，仔细检查焊接部位，查看有无虚焊，用纯净水冲洗干净后，再用酒精纱布擦净，最后用干净毛刷刷净。

拉起中心轴3，重锤1的搭接平面62使6只合页2关闭，插入下插销11，使重锤1固定住合页2，使合页2处于关闭状态。将加料器置于一只直径大于筒体5的容器内，加料(料径应与加料器直径相匹配，料径应该考虑中心轴3的轴套9与筒体内壁8之间的间隙大小)

加料后，将整个加料器及外置容器移至单晶炉的副室下端，然后，下降籽晶重锤，通过中心轴3上部的开口槽10，与位于副室内上部的籽晶重锤连接部连接，经单晶炉原有的提升装置，籽晶重锤及加料器上升，使加料器悬空。

然后，拨出下插销11，加料器升入单晶炉副室内，拿走外置容器，封闭副室、抽真空。抽真空后，打开喉口阀、下降加料器，使加料器底部经喉口进入主室，挂沿12搁置在喉口密封环面上，然后，用点动方式降下中心轴3，使重锤1与合叶2慢慢分离，使合叶2慢慢打开，原料下落至石英坩埚内。

原料落净后，将加料器提升至副室内，关闭喉口阀(翻板阀或者插板阀)。往副室充氩气，压力至内外平衡，打开副室，取出加料器。

如还需加料，可按以上步骤循环使用加料器，达到要求止。加料器可采用不锈钢材料制作。