用于硅单晶生长的连续加料装置及设置该装置的单晶炉[发明专利]

*CN102242395A*

(10)申请公布号 CN 102242395 A(43)申请公布日 2011.11.16

(12)发明专利申请

(21)申请号 201110163438.8(22)申请日 2011.06.17

(71)申请人常州天合光能有限公司

地址213031 江苏省常州市新北区电子产业

园天合路2号(72)发明人钮应喜 张志强 黄振飞(74)专利代理机构常州市维益专利事务所

32211

代理人王凌霄(51)Int.Cl.

C30B 15/02(2006.01)C30B 15/00(2006.01)C30B 29/06(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页

(54)发明名称

用于硅单晶生长的连续加料装置及设置该装置的单晶炉(57)摘要

本发明属于晶体生长连续固体加料技术领域，特别是一种用于硅单晶生长的连续加料装置及设置该装置的单晶炉，连续加料装置，包括料仓，补料阀门，硅料输送装置，料仓的出料口与硅料输送装置连接，料仓带有真空泵接口，料仓的出料口设置补料阀门，硅料通过补料阀门进入硅料输送装置，硅料输送装置将硅料送入单晶炉的坩埚。设置连续加料装置的单晶炉，包括外坩埚、内坩埚和连续加料装置，内坩埚设置在外坩埚的硅液中，内坩埚底部与外坩埚相通，连续加料装置向内坩埚外的硅液中加料，设备在内坩埚内的硅液中提拉单晶硅。本发明的有益效果是：结构简单，固体连续加料，加料稳定，边长晶边化料，具有很好的成本优势和质量优势。

CN 102242395 ACN 102242395 ACN 102242400 A

权 利 要 求 书

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1.一种用于硅单晶生长的连续加料装置，其特征是：包括料仓(1)，补料阀门(10)，硅料输送装置，料仓(1)的出料口与硅料输送装置连接，料仓(1)带有真空泵接口(11)，料仓(1)的出料口设置补料阀门(10)，硅料(2)通过补料阀门(10)进入硅料输送装置，硅料输送装置将硅料(2)送入单晶炉的坩埚，在打开补料阀门(10)，进行加料前，真空泵通过真空泵接口(11)对料仓(1)进行抽真空；当料仓(1)需要补料时，关闭补料阀门(10)，即可进行。

2.根据权利要求1所述的用于硅单晶生长的连续加料装置，其特征是：所述的硅料输送装置包括送料管道(8)和链式传动拨料装置(3)，料仓(1)的出料口与送料管道(8)相通，送料管道(8)的出料口通入单晶炉，将硅料(2)送入单晶炉的坩埚，链式传动拨料装置(3)设置在送料管道(8)内并位于料仓(1)的出料口下方。

3.根据权利要求2所述的用于硅单晶生长的连续加料装置，其特征是：所述的链式传动拨料装置(3)通过可控马达(4)驱动。

4.一种单晶炉，其特征是：包括外坩埚(7)、内坩埚(5)和权利要求1、2或3所述的连续加料装置，内坩埚(5)设置在外坩埚(7)的硅液(6)中，内坩埚(5)底部与外坩埚(7)相通，连续加料装置向内坩埚(5)外的硅液(6)中加料，设备在内坩埚(5)内的硅液(6)中提拉晶棒(9)。

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说 明 书

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用于硅单晶生长的连续加料装置及设置该装置的单晶炉

技术领域

[0001]

本发明属于晶体生长连续固体加料技术领域。

背景技术

在光伏行业中，各厂家一直都在降低成本和提高效率。在整个产业链中，硅料对其成本的影响非常重要，如何降低相关工艺的成本也成为各厂家研究的热点。在现有提拉单晶硅生长中，通过降低功耗，提高拉速，使得单晶硅成本得到一定降低，但是相对多晶硅来讲，成本还是较高。

[0003] 如何在成本上继续降低，成为人们研究的热点。目前各单晶炉设备厂家已经推出二次加料技术，通过减少了生产周期，提高石英坩埚的使用率，以此来降低成本。但是二次加料技术还是要通过再次化料等过程，需要额外的加热器进行化料，其技术、装备都比较复杂，难于产业化。

[0004] 中国专利200810175871.1的“一种硅单晶炉连续投料装置及设有该装置的硅单晶炉”公布了一种连续加料装置，由于其加料方式是在晶体收尾之后再次进行加料，进行再次化料，严格意义上讲不能称为连续投料。

[0002]

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于硅单晶生长的连续加料装置及设置该装置的单晶炉，通过固体加料技术，实现连续加料，一边生长晶体一边加料，节省硅料的溶化时间，来降低现有晶体生长的成本。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于硅单晶生长的连续加料装置，包括料仓，补料阀门，硅料输送装置，料仓的出料口与硅料输送装置连接，料仓带有真空泵接口，料仓的出料口设置补料阀门，硅料通过补料阀门进入硅料输送装置，硅料输送装置将硅料送入单晶炉的坩埚，在打开补料阀门，进行加料前，真空泵通过真空泵接口对料仓进行抽真空；当料仓需要补料时，关闭补料阀门，即可进行。

[0007] 硅料输送装置包括送料管道和链式传动拨料装置，料仓的出料口与送料管道相通，送料管道的出料口通入单晶炉，将硅料送入单晶炉的坩埚，链式传动拨料装置设置在送料管道内并位于料仓的出料口下方。

[0008] 链式传动拨料装置通过可控马达驱动。[0009] 一种设置连续加料装置的单晶炉，包括外坩埚、内坩埚和连续加料装置，内坩埚设置在外坩埚的硅液中，内坩埚底部与外坩埚相通，连续加料装置向内坩埚外的硅液中加料，设备在内坩埚内的硅液中提拉单晶硅。[0010] 本发明的有益效果是：结构简单，固体连续加料，加料稳定，可以应用于各种需要连续加料的场合，尤其是硅单晶生长过程，不需要额外的加热器，即不需要额外的功耗，在周期方面由于是边长晶边化料，因此也会更有优势。还有，可实现计算机自动程序控制管理，避免人工操作的误差，提高了晶体质量，具有很好的成本优势和质量优势。

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说 明 书

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附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；[0012] 图1是本发明的结构示意图；[0013] 图中，1.料仓，2.硅料，3.链式传动拨料装置，4.可控马达，5.内坩埚，6.硅液，7.外坩埚，8.送料管道，9.晶棒，10.补料阀门，11.真空泵接口。

[0011]

具体实施方式

[0014] 如图1所示，一种用于硅单晶生长的连续加料装置，包括料仓1，补料阀门10，硅料输送装置，料仓1的出料口与硅料输送装置连接，料仓1带有真空泵接口11，料仓1的出料口设置补料阀门10，硅料2通过补料阀门10进入硅料输送装置，硅料输送装置将硅料2送入单晶炉的坩埚。硅料输送装置包括送料管道8和链式传动拨料装置3，链式传动拨料装置3通过可控马达4驱动。料仓1的出料口与送料管道8相通，送料管道8的出料口通入单晶炉，将硅料2送入单晶炉的坩埚，链式传动拨料装置3设置在送料管道8内并位于料仓1的出料口下方。

[0015] 设置该连续加料装置的单晶炉，包括外坩埚7、内坩埚5，内坩埚5设置在外坩埚7的硅液6中，内坩埚5底部与外坩埚7相通，连续加料装置向内坩埚5外的硅液6中加料，设备在内坩埚5内的硅液6中提拉晶棒9。[0016] 工作过程如下：[0017] 在打开补料阀门10，进行加料前，真空泵通过真空泵接口11对料仓1进行抽真空，打开补料阀门10，1～5mm的颗粒料的硅料2在链式传动拨料装置3的传动下通过送料管道8向内坩埚5外的硅液6中加料，内坩埚2抑制了加料时对固液界面的干扰，通过调节可控马达4和长晶速度，可使固液界面保持在一定的位置，晶棒9达到一定长度便可收尾，可停止可控马达4；

[0018] 当料仓1需要补料时，关闭补料阀门10，即可进行补料。[0019] 本发明的创新在于，通过链式传动拨料装置实现了对加料速度的控制；真空泵和补料阀门实现了对料仓的补给；内坩埚抑制了加料时对固液界面的干扰；通过以上创新实现了在溶液不变情况下的连续晶体生长。本发明不限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均属于本发明的保护范围之内。

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说 明 书 附 图

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图1

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