底部耐高温的单晶二次加料装置的制作方法

文档序号:14117036阅读:297来源:国知局

本实用新型涉及单晶及半导体加工领域,尤其涉及一种底部耐高温的单晶二次加料装置。



背景技术:

随着拉晶技术的成熟,有效的降低拉晶成本,通过二次加料方式可以达到首次投料量增大,减少坩埚使用数量,通过对二次加料器进行设计更改达到降低成本,保证品质要求。

目前,已有多种适用于不同类型复投料的加料器被开发并应用于实际生产中。其中最常见的二次加料装置有两种,第一种是采用全石英结构,其耐高温性能较好,操作时下料口可以最大程度地接近熔硅表面,从而避免复投硅料及熔硅飞溅,但全石英结构制造成本偏高、不易加工,且石英易碎,操作稳定性差。第二种则采用不锈钢为结构材料,底部也是由不锈钢叶片和合页结构进行封底,但此种装置实际应用中底部的合页结构容易被高温软化变形甚至掉落,使用性能不够稳定,并且还可能将Fe等金属杂质带入单晶炉内,最终会导致单晶硅棒少子寿命降低。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本实用新型所要解决的技术问题是提供一种底部耐高温的单晶二次加料装置,解决现在底部不耐热问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种底部耐高温的单晶二次加料装置,包括加料筒、石英保护层、T型重锤、推拉杆、导向盒、联动杆A、联动杆B、半圆形硅板、固定轴、钨钼合金制柳接配件,半圆形硅板包括半圆形硅板A、半圆形硅板B,固定轴包括固定轴A、固定轴B,钨钼合金制柳接配件均为钨钼合金材料制成,圆柱形上下贯通的加料筒内壁固定安装有石英保护层,推拉杆对称设置在加料筒的两侧,推拉杆的上部与T型重锤固定连接,推拉杆沿加料筒上下运动,导向盒对称固定在加料筒下部的两侧,导向盒的上部设置一个开口,且推拉杆由导向盒上部进入导向盒,导向盒的下部向两侧设置两个开口,联动杆A、联动杆B分别由导向盒的下部进入导向盒,推拉杆的下端与联动杆A和联动杆B轴连接,推拉杆带动联动杆A和联动杆B运动,半圆形硅板包括圆弧端和直线端,半圆形硅板A和半圆形硅板B的圆弧端分别与加料筒底部通过钨钼合金制柳接配件轴连接,半圆形硅板A和半圆形硅板B拼接闭合后与加料筒底部形状相匹配,且封闭加料筒底部,固定轴A贯穿半圆形硅板A的直线端,且两端分别于两侧的联动杆A轴连接,固定轴B贯穿半圆形硅板B的直线端,且两端分别于两侧的联动杆B轴连接,随着推拉杆上下运动的联动杆A和联动杆B带动半圆形硅板A和半圆形硅板B的开合。

最优的,所述钨钼合金制柳接配件包括固定体A、固定体B、螺栓、螺母、固定栓,固定体A一端通过固定栓固定在加料筒下端的外壁上,固定体A的另一端设置有贯穿孔,固定体B一端通过固定栓固定在半圆形硅板的侧壁上,固定体B的另一端设置有贯穿孔,螺栓同时穿过固定体A的贯穿孔和固定体B的贯穿孔,且端部设置有螺母;所述联动杆A、联动杆B和固定轴由钨钼合金材料制成。

最优的,还包括限位圈和定位孔排,所述加料筒上部的侧壁对称固定安装有定位孔排,定位孔排的孔为竖直方向布置,限位圈螺栓固定在定位孔排上,限位圈包括L型底座和锥台型外罩,L型底座的一个面上设置有与定位孔相匹配的孔,且另一个面为水平设置,锥台型外罩扣合在L型底座上,且外罩下部的直径大于上部的直径。

最优的,还包括推拉杆限位装置,推拉杆限位装置包括固定台、定位销,所述推拉杆包括限位孔,推拉杆穿过固定台,固定台固定安装在加料筒的侧壁,且位于定位孔排上部,推拉杆上的限位孔与定位销相匹配。

最优的,所述加料筒是不锈钢制材,石英保护层包括筒体和卡台,筒体和卡台一体成型,卡台设置在筒体上端,且突出于筒体,筒体与加料筒向匹配,且位于加料筒的内部,卡台摆放在加料筒的上开口处。

最优的,所述T型重锤的重心与加料筒的中轴线重合,T型重锤包括水平固定杆和圆柱形锤体,水平固定杆固定在锤体上部,水平固定杆的两端分别与加料筒两侧的推拉杆固定连接,锤体直径小于石英保护层筒体内径,推拉杆运动到最底部时,锤体位于石英保护层筒体内。

最优的,所述定位孔排有4个,且围绕加料筒均匀布置,每个定位孔排纵向设置8~12个有内螺纹的孔。

由上述技术方案可知,本实用新型提供的底部耐高温的单晶二次加料装置,使用石英保护层作为内衬,比之前仅仅是不锈钢筒体更佳耐热,并且杜绝高温情况下不锈钢释放杂质进入单晶炉内。使用硅板和钨钼合金材质配件作为二次加料装置的底部结构,因为钨钼合金不能焊接,所以使用柳接的方式将硅板通过钨钼合金材质配件设置在加料筒的底部,钨钼合金和硅板均具有较高的耐温性能,不存在原来合页被软化甚至脱落的情况发生,杜绝了Fe等金属杂质进入单晶炉内,不会影响单晶硅棒少子寿命。

附图说明

附图1是底部耐高温的单晶二次加料装置的结构示意图。

图中:加料筒10、石英保护层20、钨钼合金制柳接配件30、推拉杆40、导向盒50、联动杆A60、联动杆B70、半圆形硅板80、固定轴90、T型重锤110、限位圈120、定位孔排130、推拉杆限位装置140。

具体实施方式

结合本实用新型的附图,对实用新型实施例的技术方案做进一步的详细阐述。

如附图1所示,底部耐高温的单晶二次加料装置,包括加料筒10、石英保护层20、T型重锤110、推拉杆40、导向盒50、联动杆A60、联动杆B70、半圆形硅板80、固定轴90、钨钼合金制柳接配件30、限位圈120、定位孔排130、推拉杆限位装置140,半圆形硅板80包括半圆形硅板A、半圆形硅板B,固定轴90包括固定轴A、固定轴B,钨钼合金制柳接配件30均为钨钼合金材料制成,加料筒10是不锈钢制材,联动杆A60、联动杆B70和固定轴90由钨钼合金材料制成。

圆柱形上下贯通的加料筒10内壁固定安装有石英保护层20,加料筒10是不锈钢制材,石英保护层20包括筒体和卡台,筒体和卡台一体成型,卡台设置在筒体上端,且突出于筒体,筒体与加料筒10向匹配,且位于加料筒10的内部,卡台摆放在加料筒10的上开口处。

推拉杆40对称设置在加料筒10的两侧,推拉杆40的上部与T型重锤110固定连接,T型重锤110的重心与加料筒10的中轴线重合,T型重锤110包括水平固定杆和圆柱形锤体,水平固定杆固定在锤体上部,水平固定杆的两端分别与加料筒两侧的推拉杆固定连接,锤体直径小于石英保护层20筒体内径,推拉杆40沿加料筒10上下运动,推拉杆40运动到最底部时,锤体位于石英保护层20筒体内,导向盒50对称固定在加料筒10下部的两侧,导向盒50的上部设置一个开口,且推拉杆40由导向盒50上部进入导向盒50,导向盒50的下部向两侧设置两个开口,联动杆A60、联动杆B70分别由导向盒50的下部进入导向盒50,推拉杆40的下端与联动杆A60和联动杆B70轴连接,推拉杆40带动联动杆A60和联动杆B70运动。

半圆形硅板80包括圆弧端和直线端,半圆形硅板A和半圆形硅板B的圆弧端分别与加料筒10底部通过钨钼合金制柳接配件30轴连接,钨钼合金制柳接配件30包括固定体A、固定体B、螺栓、螺母、固定栓,固定体A一端通过固定栓固定在加料筒10下端的外壁上,固定体A的另一端设置有贯穿孔,固定体B一端通过固定栓固定在半圆形硅板80的侧壁上,固定体B的另一端设置有贯穿孔,螺栓同时穿过固定体A的贯穿孔和固定体B的贯穿孔,且端部设置有螺母。半圆形硅板A和半圆形硅板B拼接闭合后与加料筒10底部形状相匹配,且封闭加料筒10底部,固定轴A贯穿半圆形硅板A的直线端,且两端分别于两侧的联动杆A60轴连接,固定轴B贯穿半圆形硅板B的直线端,且两端分别于两侧的联动杆B70轴连接,随着推拉杆40上下运动的联动杆A60和联动杆B70带动半圆形硅板A和半圆形硅板B的开合。

加料筒10上部的侧壁对称固定安装有定位孔排130,定位孔排130有4个,且围绕加料筒10均匀布置,定位孔排130的孔为竖直方向布置,每个定位孔排130纵向设置8~12个有内螺纹的孔,限位圈120螺栓固定在定位孔排130上,限位圈120包括L型底座和锥台型外罩,L型底座的一个面上设置有与定位孔相匹配的孔,且另一个面为水平设置,锥台型外罩扣合在L型底座上,且外罩下部的直径大于上部的直径。

推拉杆限位装置140包括固定台、定位销,所述推拉杆40包括限位孔,推拉杆40穿过固定台,固定台固定安装在加料筒10的侧壁,且位于定位孔排130上部,推拉杆40上的限位孔与定位销相匹配。

使用的时候,首先根据坩埚的深度调节限位圈120的位置,这样可以使得二次加料加到合适的深度,接着将推拉杆40拉上去,使用推拉杆限位装置140固定推拉杆40,半圆形硅板A和半圆形硅板B将加料筒10的底部封闭,然后向加料筒10里填料,填料之后使用加料车将底部耐高温的单晶二次加料装置吊起来,接着将推拉杆限位装置140移除,将底部耐高温的单晶二次加料装置移动至坩埚正上方,然后向下移动至限位圈120摆放在坩埚上,加料车移开之后,因为T型重锤110的重量使得推拉杆40向下运动至半圆形硅板A和半圆形硅板B打开,将料投放进入坩埚中,接着使用加料车将底部耐高温的单晶二次加料装置移走,完成二次加料过程。

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