一种吸料装置和吸料方法与流程

1.本发明涉及单晶硅棒生产领域，尤其涉及一种吸料装置和吸料方法。


背景技术：

2.对单晶硅棒切片加工后可以得到单晶硅片。现有技术中，通常采用丘克拉斯基提拉法生产单晶硅棒，该方法包括：在坩埚中熔化多晶硅颗粒并将单晶硅籽晶浸入熔融硅(或称为熔液)中；当籽晶开始熔化时，以预定的速率从熔融硅中缓慢提取籽晶，使籽晶生长成单晶硅棒；一旦硅棒达到所需尺寸，就移除硅棒。
3.现有技术中，为了节省成本，提高生产速率，单晶硅的生长可以根据多次提拉法(rcz)和连续提拉法(ccz)。在多次提拉法中，移除一个新的晶锭后，会重新向炉内加入原料，熔化，并进行晶棒的生长。
4.但是，由于持续加料，单晶炉的排气系统可能因为挥发物堵塞而排气不畅，造成炉内碳等杂质的含量持续升高，进而溶于熔融硅中。由于杂质的分凝效应，熔融硅中杂质的分凝系数大多数小于1，使得杂质在提取籽晶时趋向于留在炉内。这就导致炉内熔融硅的底部因分凝效应而持续富集杂质，熔融硅品质下降，拉取出的单晶硅棒少子寿命降低，当生产的单晶硅棒品质小于规格线时，无法继续进行加料，需要停止拉晶，开炉处理埚底的剩余熔液。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种吸料装置和吸料方法，该吸料装置能够用于吸取不同单晶炉内的溶液，具有适应性强，操作简便的有益效果。
6.本发明提供一种吸料装置，吸料装置应用于单晶炉，单晶炉内放置有第一盛料组件，吸料装置用于吸取第一盛料组件中的熔液；吸料装置包括吸管、第二盛料组件、升降组件和气压调节组件；第二盛料组件位于单晶炉外，吸管连接于单晶炉和第二盛料组件之间；吸管具有相对的吸取端和排出端，吸取端伸入第一盛料组件中，排出端与第二盛料组件相对；升降组件与吸管连接，升降组件带动吸管下降或上升，吸取端浸入熔液，或远离第一盛料组件；气压调节组件与单晶炉和/或第二盛料组件连通。
7.通过上述技术方案，可以利用升降组件带动吸管下降，使吸取端浸入熔液，从而切断第一盛料组件和第二盛料组件之间的气体连通，然后就可以利用气压调节组件进行气压调节，使得单晶炉内的气体压力大于第二盛料组件的气体压力，当两者之间达到一定的预设压差值时，在压差作用下，第一盛料组件中的熔液通过吸管被吸取到第二盛料组件中。而使第二盛料组件位于单晶炉外，吸管连接在第二盛料组件和单晶炉之间，一方面，可以方便对第二盛料组件和吸管的维护，另一方面，第二盛料组件的体积、形状均可以根据吸取需要随意设定，且第二盛料组件可以固定设置在单晶炉附近，只需要升降吸管，就可以实现多次吸料，操作简便。因此，本技术提供的吸料装置能够用于吸取不同单晶炉内的溶液，具有适应性强，操作简便的有益效果。
8.在一种可能的实现方式中，气压调节组件可以包括第一气压调节件和第二气压调节件，第一气压调节件与单晶炉连通，第二气压调节件与第二盛料组件连通。在吸管的吸取段浸入第一盛料组件中的熔液时，可以利用第一气压调节件和第二气压调节件分别调节单晶炉和第二盛料组件内的气压，以使得两者之间的气压差达到预设气压差值。
9.在一种可能的实现方式中，吸料装置还可以包括第一密封件和第二密封件，其中，第一密封件可以为可伸缩式第一密封件，可伸缩式第一密封件的一端与吸管密封连接，另一端与单晶炉密封连接；和/或，第二密封件可以为可伸缩式第二密封件，可伸缩式第二密封件的一端与吸管密封连接，另一端与第二盛料组件密封连接。采用该技术方案的情况下，第一密封件和第二密封件可以起到避免外界和单晶炉、第二盛料组件气体连通的密封作用，还可以起到保温的作用，利于保证熔液在吸管中以液态顺畅流动。
10.在一种可能的实现方式中，吸管可以包括依次连接的首段、中段和末段，吸取端位于首段远离中段处，排出端位于末段远离中段处。
11.在一种可能的实施例中，升降组件包括与吸管连接的连接件，连接件具有可打开的且允许中段穿过的容纳孔；吸料装置还可以包括用于加热吸管的第一加热件，第一加热件位于容纳孔中，并包围吸管。采用该技术方案的情况下，吸管可以跟随连接件同步上升或下降。利用第一加热件可以预热吸管。
12.在一种可能的实现方式中，第二盛料组件可以包括坩埚和密闭箱体，吸管的排出端伸入密闭箱体。或者，第二盛料组件可以包括坩埚，坩埚具有可拆卸的密封盖，吸管的排出端穿过密封盖。
13.在一种示例中，密闭箱体可以具有保温层。保温层的设置利于保持密闭箱体内的温度，可以提高对第二加热件所发热量的利用率。
14.在一种可能的实施例中，第二盛料组件还包括第二加热件，第二加热件围绕在坩埚外，并且，沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向，第二加热件的加热功率逐渐增大；坩埚各处的温度均小于熔液的熔点温度。采用该技术方案的情况下，第二加热件可以提高坩埚或密闭箱体内的温度，起到预热伸入到坩埚或密闭箱体中的吸管末段的作用；另一方面，可以实现熔液(例如硅熔液)的逐层凝固，利于熔液中的杂质凝固在上层，进而便于再次利用已吸取出的熔液。
15.在一种可能的具体实施方式中，第二加热件为一体式条形电阻加热件，且呈筒状环绕在坩埚周围，沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向，环绕在坩埚周围的条形电阻加热件的圈数逐渐增多；或，第二加热件为电阻加热件或感应加热件，第二加热件为分体式，包括沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向依次排列的多个加热元件，多个加热元件的加热功率逐渐增大。
16.在一种可能的实现方式中，第二盛料组件还包括冷却件，冷却件位于坩埚下方，可以首先冷却进入到坩埚中的熔液，可以与第二加热件配合，沿坩埚底部朝向坩埚开口的方向，实现熔液的逐层冷却。
17.在一种可能的实现方式中，吸料装置还包括埚帮，埚帮可以承载坩埚。埚帮可以套设在坩埚外，起到保护坩埚的作用，避免坩埚受高温变形。
18.在一种可能的实现方式中，吸料装置还可以包括称重器件，第二盛料组件放置在称重器件上。采用该技术方案的情况下，可以根据称重器件所显示的重量得知进入到第二
盛料组件内熔液的重量，以便于判断是否需要停止吸料。
19.由于吸管需要吸取高温的熔液，因此需要使用具有良好抗热震性能的吸管。例如，吸管的材质可以为蓝宝石、氮化硅或石英陶瓷，本公开不做限定。
20.第二方面，本发明还提供一种吸料方法，该吸料方法应用于上述吸料装置，该吸料方法包括：
21.在将晶棒从熔液中取出后，利用升降组件带动吸管下降，使吸管的吸取端浸入熔液；这样就切断了单晶炉和第二盛料组件之间的气体连通；
22.然后就可以利用气压调节组件调节单晶炉和/或第二盛料组件的气压，使得单晶炉和密闭箱体的压差达到预设差值，在压差作用下，吸管将熔液吸取至第二盛料组件中，从而实现对单晶炉内熔液的吸取。
23.该吸料方法还包括：在完成将熔液吸取至第二盛料组件后，利用升降组件带动吸管上升，使吸管远离第一盛料组件，以避免吸管影响再次向第一盛料组件中加料。
24.在一种可能的实现方式中，吸料方法还包括：在使吸管的吸取端浸入位于熔液之前，利用气压调节组件同时降低单晶炉和第二盛料组件中的气压；在吸管的吸取端浸入熔液之后，利用气压调节件组件增大单晶炉内的气压，使得单晶炉和第二盛料组件的压差达到预设差值。
25.当气压调节组件包括第一气压调节件和第二气压调节件时，吸料方法还包括：利用第一气压调节件增大单晶炉中的气压，利用第二气压调节件降低第二盛料组件中的气压，以使得单晶炉和第二盛料组件的压差达到预设差值。
26.当吸料装置包括第一加热件时，吸料方法还包括：在使得单晶炉和第二盛料组件之间的压差达到预设差值之前，开启第一加热件，以预热吸管。
27.当第二盛料组件包括第二加热件时，吸料方法还包括：在利用气压调节组件调节单晶炉和第二盛料组件之间的压差达到预设差值之前，开启第二加热件，以升高坩埚的温度。
28.当吸料装置包括称重器件时，吸料方法还包括：在利用气压调节组件调节单晶炉和第二盛料组件的压差达到预设差值之前，可以根据第一盛料组件中待吸取熔液的容积，在称重器件上设置预设重量，在称重器件显示的重量大于或等于预设重量的情况下，利用升降组件带动吸管上升，停止吸料。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
30.图1为本发明实施例提供的一种吸料装置在吸取状态的示意图，其中未示出升降组件；
31.图2为本发明实施例提供的一种吸料装置在吸取状态的示意图，其中示出了升降组件；
32.图3为本发明实施例提供的另一种吸料装置在吸取状态的示意图；
33.图4为图3所示吸料装置在吸取完成状态的示意图；
34.图5为本发明实施例提供的一种吸料方法的流程图。
35.附图标记：
36.1-单晶炉，11-第一盛料组件，2-吸管，3-第二盛料组件，
37.31-密闭箱体，32-坩埚，33-保温层，34-第二加热件，
38.35-冷却件，4-升降组件，41-直线滑轨，42-连接件，
39.51-第一密封件，52-第二密封件，6-第一加热件，7-称重器件，
40.81-第一气压调节件，82-第二气压调节件。
具体实施方式
41.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
42.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
44.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.第一方面，本发明提供一种吸料装置，参考图1和图2所示，吸料装置应用于单晶炉1，单晶炉1内放置有第一盛料组件11，吸料装置用于吸取第一盛料组件11中的熔液；吸料装置包括吸管2、第二盛料组件3、升降组件4和气压调节组件；第二盛料组件3位于单晶炉1外，吸管2连接于单晶炉1和第二盛料组件3之间；吸管2具有相对的吸取端和排出端，吸取端伸入第一盛料组件11中，排出端与第二盛料组件3相对；升降组件4与吸管2连接，升降组件 4带动吸管2下降或上升，吸取端浸入熔液，或远离第一盛料组件11；气压调节组件与单晶炉1和/或第二盛料组件3连通。
47.通过上述技术方案，可以利用升降组件4带动吸管2下降，使吸取端浸入熔液，从而切断第一盛料组件11和第二盛料组件3之间的气体连通，然后就可以利用气压调节组件进行气压调节，使得单晶炉1内的气体压力大于第二盛料组件3的气体压力，当两者之间达到一定的预设压差时，在压差作用下，第一盛料组件11中的熔液通过吸管2被吸取到第二盛料组件3中。而使第二盛料组件3位于单晶炉1外，吸管2连接在第二盛料组件3和单晶炉1之间，
一方面，可以方便对第二盛料组件3和吸管2的维护，另一方面，第二盛料组件3的体积、形状均可以根据吸取需要随意设定，且第二盛料组件3可以固定设置在单晶炉1附近，只需要升降吸管2，就可以实现多次吸料，操作简便。因此，本技术提供的吸料装置能够用于吸取不同单晶炉1内的溶液，具有适应性强，操作简便的有益效果。
48.其中，在第一盛料组件11中可以盛放硅熔液或其他用于拉晶的半导体熔液，由于硅熔液中杂质的分凝系数大多数小于1，在分凝效应的作用下，杂质大多沉积在硅熔液的底部，当杂质含量较高时，硅熔液品质下降导致无法继续加料和拉晶。因此，可以利用本发明提供的吸料装置将第一盛料组件11中的硅熔液吸取出来，以清除至少一部分杂质，然后再添加晶硅进入第一盛料组件11以获得新的硅熔液，从而得到杂质含量较低的硅熔液，使得用于拉晶的硅熔液始终保持良好品质，解决因单晶炉1内硅熔液品质下降导致无法继续加料和拉晶的技术问题。关于使用吸料装置的时机，可以根据拉出晶棒的质量判断是否需要使用吸料装置来吸取硅熔液。
49.关于吸管2排出端与第二盛料组件3相对，包括两种情况：第一种，当第二盛料组件3具有开放式的进口时，排出端与进口对准，可以伸入到第二盛料组件3中，也可以位于第二盛料组件3外，只要熔液可以从排出端下落进入第二盛料组件3即可；第二种，当第二盛料组件3为封闭式时，吸管2的排出端伸入到第二盛料组件3中。
50.当第二盛料组件3具有开放式的进口时，气压调节组件只与单晶炉1连通，通过调节单晶炉1内的气压来调节单晶炉1和第二盛料组件3之间的气压差。
51.当第二盛料组件3为封闭式时，气压调节组件可以同时与单晶炉1和第二盛料组件3连通。
52.在一种可能的实现方式中，气压调节组件可以包括第一气压调节件81和第二气压调节件82，第一气压调节件81与单晶炉1连通，第二气压调节件82与第二盛料组件3连通。在吸管2的吸取端浸入第一盛料组件11中的熔液时，可以利用第一气压调节件81和第二气压调节件82分别调节单晶炉1和第二盛料组件3内的气压，以使得两者之间的气压差达到预设气压差值。
53.此外，单晶炉1和第二盛料组件3内的惰性气体可以为氩气，第一气压调节件81和第二气压调节件82均可以包括节流阀，以便于调节气压。吸管2下降和上升的速度均可以比较缓慢，以减小单晶炉1和第二盛料组件3内的气压波动。
54.在一种可能的实现方式中，吸料装置还可以包括第一密封件51和第二密封件52，其中，第一密封件51可以为可伸缩式的，可伸缩式第一密封件51的一端与吸管2密封连接，另一端与单晶炉1密封连接；和/或，第二密封件52可以为可伸缩式的，可伸缩式第二密封件52的一端与吸管2密封连接，另一端与第二盛料组件3密封连接。采用该技术方案的情况下，单晶炉1上用于供吸管2 穿过的第一开口被可伸缩式第一密封件51罩设在内侧，以阻断第一开口与外界大气的连通，降低单晶炉1内气体通过第一开口泄露或外界气体通过第一开口进入单晶炉1内的风险。同理，第二盛料组件3上开设的用于供吸管2穿过的第二开口被可伸缩式第二密封件52罩设在内侧，以阻断第二开口与外界大气的连通，降低第二盛料组件3内气体通过第二开口泄露或外界气体通过第二开口进入第二盛料组件3内的风险。此外，套设在吸管2外的第一密封件51和第二密封件52还可以起到保温的作用，利于保证熔液在吸管2中以液态顺畅流动。
55.在一种示例中，第一密封件51可以为波纹管，第二密封件52也可以为波纹管。采用该技术方案的情况下，波纹管套设在吸管2外，利用波纹管的可伸缩性，使得波纹管跟随吸管2升降而伸长或缩短。为了提高保温效果，波纹管侧壁上还可以覆盖有保温材料。
56.在一种可能的实现方式中，吸管2可以包括依次连接的首段、中段和末段，吸取端位于首段远离中段处，排出端位于末段远离中段处。其中，首段可以用于插入单晶炉1中，末段可以用于插入第二盛料组件3，中段可以与升降组件连接。
57.在一种可能的实施例中，升降组件4包括与吸管2连接的连接件42，连接件42具有可打开的且允许吸管2穿过的容纳孔；吸料装置还可以包括用于加热吸管2的第一加热件6，第一加热件6位于容纳孔中，并包围吸管2。采用该技术方案的情况下，第一方面，吸管2穿过容纳孔而连接于连接件42，吸管2可以跟随连接件42同步上升或下降，简化吸料装置的结构。例如当第一加热件6 为电加热时，便于将用于导电的导线固定在直线滑轨41和滑块上。第二方面，可以在吸管2伸入熔液之前，利用第一加热件6对位于单晶炉1和密闭箱体31 之间的吸管2进行预热，降低因熔液温度和外界空气温度之间的温差较大而引起吸管2炸裂的风险；还可以降低因吸管2温度较低而导致熔液在吸管2中冷凝的风险。第三方面，第一加热件6包围吸管2，两者之间接触，利于减少热损失，提高加热效率。
58.当吸管2包括上述的首段、中段和末段时，可以使中段位于容纳孔中，利用第一加热件6对吸管2中段进行加热，并在热传导作用下预热首段和末段，降低因熔液温度和外界空气温度之间的温差较大而引起吸管2炸裂的风险。具体的，可先将容纳孔打开，将吸管2的中段置入容纳孔中后再关闭容纳孔，这时中段就穿过容纳孔。另外，可以根据单晶炉1和第二盛料组件3采用任意合适形状和尺寸的吸管2。例如，基于生产经验中第一盛料组件11中待吸取熔液的容量，可以使吸管2伸入到熔液中的长度为50mm-200mm。例如，吸管2可以为倒u型吸管，也可以为z型吸管，本公开不作限定。倒u型吸管2的首段和末段可以相互平行，且首段竖直插入第一盛料组件11中，末段竖直插入第二盛料组件3中，中段则大致沿水平方向延伸。倒u型吸管2具有圆角，圆角设计利于熔液在吸管2中顺畅流动。
59.在一种示例中，参考图2和图3所示，在吸管2中段穿过容纳孔的情况下，可伸缩式第一密封件51的一端可以连接在吸管2首段，或者，也可以连接在吸管2中段靠近连接件42的位置；可伸缩式第二密封件52的一端可以连接在吸管2末段，或者，也可以连接在吸管2中段靠近连接件42的位置。
60.在一种示例中，为了降低漏气风险，即使在拉晶时，也可以使得吸管2的吸取端仍位于单晶炉1中，排出端位于第二盛料组件3中，但需要使吸取端远离重新加料后第一盛料组件11中熔液的液面，以避免影响拉晶。
61.在一种示例中，在吸料时，可以使吸管2的排出端能够远离第二盛料组件3 的底部，以避免该排出端浸入进入第二盛料组件3的熔液中，进而影响继续吸料。
62.在一种示例中，连接件42可以包括公扣和母扣，公扣或母扣连接于滑块，公扣和母扣可开合地扣合在一起。公扣上可以形成有用于形成容纳孔的第一半圆槽，母扣上可以形成有用于形成容纳孔的第二半圆槽，当公扣和母扣相互扣合在一起时，两个半圆槽对接而形成容纳孔。公扣和母扣具有第一连接侧和第二连接侧，在第一连接侧，公扣和母扣铰接，在第二连接侧，公扣和母扣可分离地连接在一起。其中，公扣和母扣之间的铰接结构或形式有多种，例如可以是合页铰接或同轴铰接。在第二连接侧，公扣和母扣可以通过卡扣、螺栓
或螺钉等连接件42分离地连接在一起。
63.相应的，第一加热件6可以包括分离的两部分，一部分安装在公扣上，另一部分安装在母扣上。具体的，一部分可以安装在相应的第一半圆槽中，另一部分安装在相应的第二半圆槽中。在公扣和母扣扣合在一起后，这两部分可以合围在吸管2中段外侧，方便均匀加热吸管2中段。
64.在一种示例中，第一加热件6可以为电阻加热件或感应加热件。例如，第一加热件6可以包括两部分电阻丝，一部分安装在公扣所对应的第一半圆槽内壁上，另一部分安装在母扣所对应的第二半圆槽内壁上，当公扣和母扣相互扣合时，两部分电阻丝合围吸管2中段。
65.在一种可能的实施例中，参考图2所示，升降组件4还可以包括竖直设置的直线滑轨41，以及与直线滑轨41配合的滑块，连接件42与滑块连接，跟随滑块沿直线升降。滑块可以被电动、气动或液动驱动，本发明不做限定。由于每次需要吸料时，单晶炉1内剩余的熔液的容量可能是不同的，因此，吸管2 的行程和停留位置也可能是不同的。基于此，在一种示例中，滑块可以停留在直线滑轨41上的任一位置，以便于吸管2停留在任一合适位置。或者，在另一种示例中，滑块在直线滑轨41上具有两个固定的停留位置，即一个低位和一个高位。停留在低位时，吸管2的吸取端能够伸入到熔液的底部；停留在高位时，吸管2的吸取端能够远离重新加料后第一盛料组件11中熔液的液面，可以避免影响拉晶。考虑到杂质更易沉淀在熔液底部，在每次吸料时可以使得吸管2的吸取端伸入到熔液的底部，以利于吸取更多杂质。
66.在一种可能的实现方式中，第二盛料组件3可以包括坩埚32和密闭箱体31，吸管2的排出端伸入密闭箱体31。或者，第二盛料组件3可以包括坩埚32，坩埚32具有可拆卸的密封盖，吸管2的排出端穿过密封盖。如此，第二盛料组件 3为封闭式，便于利用气压调节组件调节第二盛料组件3中的气压。熔液从吸管 2的排出端下落至坩埚32中。另外，第一盛料组件11可以为坩埚或其他耐高温的容器。
67.在一种示例中，密闭箱体31可以具有保温层33。保温层33的设置利于保持密闭箱体31内的温度，可以提高对第二加热件34所发热量的利用率。保温层33可以安装在密闭箱体31内部，围绕在第二盛料组件3外周；也可以安装在密闭箱体31外侧。
68.在一种可能的实施例中，第二盛料组件3还包括第二加热件34，第二加热件34围绕在坩埚32外，并且，沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向，第二加热件34的加热功率逐渐增大；坩埚32各处的温度均小于熔液的熔点温度。采用该技术方案的情况下，第二加热件34可以提高第二盛料组件3的温度，起到预热伸入到第二盛料组件3中的吸管2末段的作用，实现熔液在第二盛料组件3中的缓慢凝固，为杂质分凝预留时间；另一方面，可以沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向，在坩埚32周围形成梯形热场，以实现熔液(例如硅熔液) 的逐层凝固，利于熔液中的杂质凝固在上层，进而便于再次利用已吸取出的熔液。
69.在一种示例中，第二加热件34可以为一体式条形电阻加热件，且呈筒状环绕在坩埚32周围，沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向，环绕在坩埚32周围的条形电阻加热件的圈数逐渐增多。如此，沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向，坩埚32的温度逐层升高。
70.在另一种示例中，第二加热件34可以为分体式电阻加热件，包括沿坩埚32 底部朝向坩埚32开口的方向依次排列的多个加热元件，多个加热元件的加热功率逐渐增大。具体
的，可以通过施加不同的电压于不同的加热元件，就可以控制加热元件中的电流大小，进而可以在相同的时间内获得不同的发热量，从而实现在沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向上，坩埚32的温度逐层升高。
71.在另一种示例中，第二加热件34可以为感应加热件，第二加热件34为分体式，包括沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向依次排列的多个加热元件，多个加热元件的加热功率逐渐增大。如此，沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向，坩埚32的温度逐层升高。
72.在一种可能的实现方式中，第二盛料组件3还包括冷却件35，冷却件35位于坩埚32下方。冷却件35可以首先冷却进入到坩埚32底部中的熔液，并可以与第二加热件34配合，沿坩埚32底部朝向坩埚32开口的方向，实现熔液的逐层冷却。
73.在一种示例中，冷却件35包括设置在坩埚32下方的冷却管和冷却液，冷却液在冷却管中流动。利用冷却液的循环流动可以带走坩埚32底部的热量，起到冷却坩埚32底部的熔液的作用，利于坩埚32底部的熔液首先冷却。
74.在一种可能的实现方式中，吸料装置还包括埚帮，埚帮可以承载坩埚。采用该技术方案的情况下，埚帮可以套设在坩埚32外，起到保护坩埚32的作用，避免坩埚32受高温变形。另外，可以将第二加热件34设置在埚帮外，以避免影响将坩埚32从埚帮取出或放入埚帮。
75.其中，埚帮可以为分辦式或整体式。当为分辦式时，可以利用分辦式埚帮的可拆分特点，在坩埚32内的熔液凝固冷却后，将分辦式埚帮拆分，便于将坩埚32从分辦式埚帮中取出，进而便于取出冷凝固体。
76.在一种可能的实现方式中，吸料装置还可以包括称重器件7，第二盛料组件 3放置在称重器件7上。采用该技术方案的情况下，可以根据称重器件7所显示的重量得知进入到第二盛料组件3内熔液的重量，以便于判断是否需要停止吸料。具体的，因为坩埚32的容量是已知的，因此根据称重器件7所显示的重量就可以知道坩埚32是否即将被熔液盛满。或者，由于每次对单晶炉1的加料重量和每次的拉晶重量均是已知的，那么单晶炉1内待吸取的熔液重量也是已知的，而基于工艺需要，利用吸料装置吸取第一盛料组件11内的熔液时，还需要留下一部分熔液于第一盛料组件11中以便于再次加料，因此，可以根据称重器件7所显示的重量判断第一盛料组件11还剩余多少熔液，进而判断是否需要停止吸液。
77.由于吸管2需要吸取高温的熔液，因此需要使用具有良好抗热震性能的吸管2。例如，吸管2的材质可以为蓝宝石、氮化硅或石英陶瓷，本公开不做限定。
78.第二方面，本发明还提供一种吸料方法，该吸料方法应用于上述吸料装置，该吸料方法包括：
79.在将晶棒从熔液中取出后，利用升降组件4带动吸管2下降，使吸管2的吸取端浸入熔液；这样就切断了单晶炉1和第二盛料组件3之间的气体连通；
80.然后就可以利用气压调节组件调节单晶炉1和/或第二盛料组件3的气压，使得单晶炉1和第二盛料组件3的压差达到预设差值，在压差作用下，吸管2 将熔液吸取至第二盛料组件3中，从而实现对单晶炉1内熔液的吸取。
81.该吸料方法还包括：在完成将熔液吸取至第二盛料组件3后，利用升降组件4带动吸管2上升，使吸管2远离第一盛料组件11，以避免吸管2影响再次向第一盛料组件11中加料。
82.在一种可能的实现方式中，吸料方法还包括：在使吸管2的吸取端浸入位于熔液之前，利用气压调节组件降低单晶炉和第二盛料组件3中的气压；在吸管2的吸取端浸入熔液之后，利用气压调节组件增大单晶炉1内的气压，使得单晶炉1和所述第二盛料组件3的压差达到预设差值。这样，通过先降低单晶炉1和第二盛料组件3的气压，之后再单独增大单晶炉1内气压的方式，可以提高单晶炉1和第二盛料组件3之间能够达到的气压差值，利于将熔液吸取至第二盛料组件3中，降低气压差值对吸管2尺寸设计的影响。
83.当气压调节组件包括第一气压调节件81和第二气压调节件82时，吸料方法还包括：利用第一气压调节件81增大单晶炉1中的气压，利用第二气压调节件82降低第二盛料组件3中的气压，以使得单晶炉1和第二盛料组件3的压差达到预设差值。
84.当吸料装置包括第一加热件6时，吸料方法还包括：在使得单晶炉1和第二盛料组件3之间的压差达到预设差值之前，开启第一加热件6预热吸管2。这样，在吸取熔液之前，首先加热吸管2，便于吸管2适应高温的熔液，降低吸管 2因冷热温差过大而炸裂的风险，还可以降低因吸管2温度较低而导致熔液在吸管2中冷凝的风险。可以根据吸管2所需要的预热温度来计算第一加热件6的预热时间，例如预热5-10min。另外，还可以在将吸管2伸入到熔液之前预热吸管2，在吸管2下降过程中对吸管2预热，节省时间。在吸料过程中，第一加热件6持续加热吸管2。在吸料完成后，可以先将吸管2抽离熔液以停止吸料，然后再关闭第一加热件6。
85.当第二盛料组件3包括第二加热件34时，吸料方法还包括：在利用气压调节组件调节单晶炉1和第二盛料组件3之间的压差达到预设差值之前，开启第二加热件34，以升高坩埚32的温度。采用该技术方案的情况下，一方面，通过升高坩埚32的温度，可以提高整个第二盛料组件3的温度，起到预热吸管2末段的作用；另一方面，利用第二加热件34的加热温度逐渐变化的特点，可以延缓熔液在坩埚32中的冷凝速度并达到逐层冷凝的效果。这里，预设差值与吸管 2的尺寸相关，具体计算方式是本领域技术人员熟知的，此处不再赘述。例如，根据现有技术中单晶炉1的常规尺寸，对应设计吸管2的尺寸，相应的预设差值可以为150torr。在吸料完成，且坩埚32中的熔液完全凝固后，再关闭第二加热件34，然后待冷却后，取出坩埚32中的固体硅。
86.当吸料装置包括称重器件7时，吸料方法还包括：在利用气压调节组件调节单晶炉1和第二盛料组件3的压差达到预设差值之前，可以根据第一盛料组件11中待吸取熔液的容积，在称重器件7上设置预设重量，在称重器件7显示的重量大于或等于预设重量的情况下，利用升降组件4带动吸管2上升，停止吸料。这里，根据上文描述的需要留下一部分熔液于第一盛料组件11中的情况，每次进行吸料时，需要重新设置预设重量，以免吸取过多而影响重新为第一盛料组件11加料，或者，吸取过少而影响重新加料后的熔液品质。
87.在一种示例中，综合以上描述，关于吸料装置的操作可以按照以下步骤进行：在晶棒从熔液中取出后，首先，打开升降组件4以带动吸管2缓慢下降至熔液的上方，同时或之后可以打开第一加热件6预热吸管2，预热时间可以为 5-10min，以使得吸管2达到预设温度；开启第二加热件34和冷却件35以在坩埚32周围形成温度逐渐变化的梯形热场；设置或计算称重器件7在吸料完成时应显示的预设重量；
88.然后利用第一气压调节件81降低单晶炉1内的气压至1torr以下，利用第二气压调节件82降低第二盛料组件3内的气压至1torr以下；接着再次利用升降组件4带动吸管2缓慢
下降直至吸管2的吸取端浸入熔液；
89.然后利用第一气压调节件81增大单晶炉1内的气压，利用第二气压调节件 82继续降低第二盛料组件3内的气压，使得这两者的压差大于150torr，这时熔液就可以进入吸管2并流入第二盛料组件3中，并在坩埚32中从下往上定向凝固；
90.再之后注意观察称重器件7显示的重量，当达到预设重量时，说明吸取完成。之后可以利用升降组件4提升吸管2使吸取端远离熔液的液面；
91.再然后，还可以利用第一气压调节件81和第二气压调节件82分别调节单晶炉1和第二盛料组件3的气压，使两者压强恢复相等，甚至恢复至拉取晶棒时的压强，以便于再次向第一盛料组件11加料。同时或之后，可以关闭第一加热件6；而第二加热件34要待坩埚32中的熔液逐层冷凝完成后关闭。
92.在以上步骤完成后，待单晶炉1和第二盛料组件3的气压满足拉晶工艺需求后，可以继续向第一盛料组件11添加硅料，继续拉晶；待拉出的晶棒质量接近最低要求时，就需要使用吸料装置进行吸料，以吸取出含有较多杂质的硅熔液。如此循环，就可以解决单晶炉1内的熔液品质下降导致无法继续加料和拉晶的技术问题。
93.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
94.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。