直拉法生产单晶硅用连续加料装置的制作方法

本实用新型属于单晶硅生产设备技术领域，具体涉及直拉法生产单晶硅用连续加料装置。

背景技术：

为了节约直拉法生产单晶硅成本，一般采用多次投料、单炉拉制多根单晶的方式，现大多使用的为长度1米、直径200毫米左右的圆筒型石英制加料器，一次加料在20千克左右，若投料量800千克，拉制5根单晶，需要加料30余次。每次加料需要人员将原料装入加料器中，并对加料器进行清理，再将加料器装入单晶炉副室中，通过单晶炉提拉装置进行加料操作，每次加料用时在1小时左右。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供直拉法生产单晶硅用连续加料装置，解决了现有的加料器由于单次加料量少导致加料次数多、加料占时长的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：直拉法生产单晶硅用连续加料装置，包括装料仓和提拉装置，装料仓从上到下包括依次相连的装填部、缩径部以及通道部，装填部的上端面具有可开合顶盖，通道部的下端面通过法兰与单晶炉副室阀仓固定，缩径部设置有封堵用的挡料块，通道部内设置有加料筒，加料筒下端面通过加料筒挡板进行开合，加料筒挡板上连接有加料筒连杆，加料筒连杆长度大于加料筒的长度，加料筒的上端面连接有限位法兰且限位法兰直径大于单晶炉副室阀仓的直径，提拉装置包括相连的动力组件和提拉绳，提拉绳穿过挡料块后与加料筒连杆相连。

本实用新型的特点还在于，

缩径部的工作面上贴合有挡料板。

加料筒挡板与加料筒相脱离且形状为圆锥形，加料筒挡板的底面直径大于加料筒的直径，加料筒连杆连接于加料筒挡板的顶点上。

加料筒挡板活动连接于加料筒下端面，通过升降加料筒连杆带动加料筒挡板活动进行加料筒的开合动作。

动力组件为相连的电机和卷丝轮，提拉绳缠绕于卷丝轮上。

装料仓两侧分别连接有真空泵和氩气进气端口。

装料仓的中部位置开设有窥视孔。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置解决了现有的加料器由于单次加料量少导致加料次数多、加料占时长的问题。本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置设置装料仓存放原料和进行内部气体净化，需要加料时将其倾倒入加料筒中，然后到达特定位置打开加料筒挡板实现向石英坩埚内加料工序，其一次加料可满足拉制一根单晶，而且利用硅料、石英做衬底，避免了污染原料，而且具有独立的真空系统，安全性高，可与单晶炉集成使用，节约安装成本。

附图说明

图1是本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置的立体结构示意图；

图2是本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置的剖视图；

图3是本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置中装料仓向加料筒补料的剖视图；

图4是本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置向石英坩埚加料的剖视图。

图中，1.卷丝轮，2.提拉绳，3.装料仓，4.挡料块，5.挡料板，6.加料筒连杆，7.加料筒，8.加料筒挡板，9.单晶炉副室阀仓，10.单晶炉，11.原料，12.石英坩埚。

具体实施方式

在现有技术中，由于单晶炉本身的设计，限制了现有加料器的容积，单次加料量少，导致加料次数增多、加料时间增长，现加料时间已占到了拉晶用时的15％以上，影响生产效率，增加人员操作负荷，而且多次加料的过程会带入杂质，使单晶少数载流子寿命降低20％以上，影响晶体品质。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的直拉法生产单晶硅用连续加料装置的结构如图1和图2所示，包括装料仓3和提拉装置，装料仓3从上到下包括依次相连的装填部、缩径部以及通道部，装填部的上端面具有可开合顶盖，通道部的下端面通过法兰与单晶炉副室阀仓9固定，缩径部设置有封堵用的挡料块5，通道部内设置有加料筒7，加料筒7下端面通过加料筒挡板8进行开合，加料筒挡板8上连接有加料筒连杆6，加料筒连杆6长度大于加料筒7的长度，加料筒7的上端面连接有限位法兰且限位法兰直径大于单晶炉副室阀仓9的直径，提拉装置包括相连的动力组件和提拉绳2，提拉绳2穿过挡料块5后与加料筒连杆6相连。

装料仓3为不锈钢材质，顶盖可以开合，两侧分别有连接真空泵和氩气进气的接口，中部有窥视孔，镶嵌耐高温玻璃，其下部通过法兰连接单晶炉副室阀仓9，密封面用橡胶O圈密封，缩径处为锥形，并铺设挡料板5。

进一步，挡料板5为硅或石英材质，片状，铺设在装料仓3锥形变径处。

进一步，提拉装置包括电机、卷丝轮1和提拉绳2，安装在装料仓3顶盖上，通过电机、卷丝轮1转动带动提拉绳2，进行定速升降加料筒7的操作。

进一步，提拉装置的提拉绳2穿过挡料块4，挡料块4为圆柱状，硅材质。

进一步，提拉绳2连接加料筒连杆6，加料筒连杆6为不锈钢材质。

进一步，加料筒连杆6贯穿加料筒7，加料筒7为圆筒状，石英材质。

进一步，加料筒连杆6下部与加料筒挡板8连接，加料筒挡板8通过加料筒连杆6的升降达到开合加料筒7下部出口的目的。加料筒挡板8为石英材质，可以活动连接于加料筒7下端面，也可以与加料筒7没有连接关系，只是通过升降达到开合加料筒7下部出口的目的。事例性的，加料筒挡板8可以与加料筒7无连接关系，形状为圆锥形，其底面直径大于加料筒7的下部出口直径，通过加料筒连杆6带动升降达到开合加料筒7的目的。加料筒挡板8也可以为圆板装，其通过例如合页等活动连接方式连接于加料筒连杆6的下端面，通过加料筒连杆6带动另一侧升降达到开合加料筒7的目的。

参见图3，实际安装时，将原料11装入装料仓3的装填部中通过挡料块4封堵缩径部出口，使用吊装车将装料仓3安装在单晶炉副室阀仓9上，此时单晶炉副室阀仓9中隔离阀处于关闭状态，通过连接真空泵和氩气进气，对装料仓3进行净化除空气；然后利用提拉装置带动加料筒连杆6和加料筒挡板8上升从而将加料筒7下端开口封闭并带动其上升，直至加料筒连杆6将挡料块4顶起，装料仓3的装填部中的原料11滑入加料筒7中，通过装料仓3的窥视孔，观察料块装入情况，待原料11装满加料筒7时，下降加料筒7，挡料块4落下阻止料块继续滑落。

参见图4，实际加料时，打开副室阀仓2中隔离阀，下降加料筒7，直至加料筒7上端面的限位法兰放在单晶炉副室阀仓2的下法兰上，此时加料筒7卡住停止下降，而加料筒挡板8继续缓慢下降，待加料筒挡板8脱离加料筒7下沿的距离大于料块尺寸时，原料11滑入单晶炉10内的石英坩埚12中；加料筒7中原料11完全加入到石英坩埚12中后，将加料筒7升起，重复上述补料过程，直至完成所需加料量。最后关闭单晶炉副室阀仓2中隔离阀，使用吊装车将装料仓3移除，继续下一步拉晶操作。

本实用新型的直拉法生产单晶硅用连续加料装置单次加料可以达到150千克以上，而且加料用时可以减少80％，同时由于进行气体净化和避免了杂质污染，使得单晶少数载流子寿命升高10％以上。