一种石英坩埚的加料器的制作方法

本实用新型涉及单晶硅生产技术领域，特别是涉及一种石英坩埚的加料器。

背景技术：

在cz硅单晶体生长行业内，为了延长石英坩埚的使用寿命，降低石英坩埚等生产成本，几乎所有制造商都会在拉晶过程中采用复投加料的方式来实现，复投加料过程必须使用加料器。

目前使用的加料器如图1所示，由一个底部可打开的筒体构成，原硅料自筒体的上开头进入筒体内，落入底部，通过打开底部完成加料动作。筒体的材质通常采用不锈钢或石英材料制成。对于不锈钢制作的加料器，在使用过程中，硅原料与筒体接触，必然会对硅原料造成不同程度的金属污染；对于石英材料制备的加料器，在使用过程中，硅原料落入筒体内，碰撞筒壁及底部，导致石英材料制作的加料器磨损和破碎，使得杂质被引入硅原料中，同时严重影响石英加料器的使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种石英坩埚的加料器，解决了硅料对加料器的磨损导致加料器使用寿命短的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种石英坩埚的加料器，用于单晶硅生长的二次加料，所述加料器包括圆筒结构，且所述圆筒结构内壁设置有多个凸起于所述圆筒结构内壁的环形保护部件，各个所述环形保护部件沿所述圆筒结构高度方向依次设置。

其中，每个所述环形保护部件内环直径沿所述加料器加料的方向减缩。

其中，所述环形保护部件的内环壁上端和所述圆筒结构平滑过渡。

其中，所述环形保护部件内环最下端半径和所述圆筒结构内壁半径之差为5mm-10mm。

其中，相邻所述环形保护部件之间的间距为5cm-10cm，所述环形保护部件的长度为2cm-9cm。

其中，所述环形保护部件设置在所述圆筒结构内壁中间段，所述环形保护部件的数量为3-10个。

其中，所述环形保护部件可拆卸地和所述圆筒结构内壁连接。

其中，所述环形保护部件为石英保护部件。

本实用新型所提供的石英坩埚的加料器，用于单晶硅生长的二次加料，加料器包括圆筒结构，且圆筒结构内壁设置有多个凸起于圆筒结构内壁的环形保护部件，环形保护部件沿圆筒结构高度方向依次设置。本实用新型中通过在加料器的圆筒结构内壁上设置凸起于内壁的保护部件，在采用加料器进行加料时，硅料在加料器圆筒结构内部中，由上到下逐渐加速，而保护部件在硅料速度增大到很大之前，就对贴近圆筒内壁的硅料由一个减速作用，通过多个保护部件，依次对硅料进行减速，就能够在很大程度上减小硅料对加料器内壁的磨损，延长加料器的使用寿命，另外，硅料减速后下落至坩埚内部时，有利于减轻内部液态硅料的溅硅问题，保证加入硅料过程的安全性。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中加料器的剖视图；

图2为本实用新型实施例提供的加料器的剖视图；

图3为图2中加料器的整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2和图3所示，图2为本实用新型实施例提供的加料器的剖视图，图3为图2中加料器的整体结构示意图，该加料器具体可以包括：

圆筒结构1，且圆筒结构1内壁设置有多个凸起于所述圆筒结构1内壁的环形保护部件2，各个环形保护部件2沿圆筒结构1高度方向依次设置。

具体地，可参考图2，当采用图2所示的加料器向石英坩埚中加入固态硅料时，硅料会填充满整个加料器的内部向下滑落至坩埚内，和加料器内壁贴合的硅料在下滑过程中，下滑速度会逐渐增大，和加料器的摩擦碰撞也就越严重，进而导致加料器的磨损严重，使用寿命短。

为此，本实用新型中在加料器的圆筒结构1内壁上设置凸起的环形保护部件2，在硅料下滑过程中，该环形保护部件2既能够减小硅料和圆筒结构1的内壁的接触面积，减少硅料对圆筒结构1的内壁的摩擦，还能够在硅料下滑时和硅料发生碰撞，进而减小硅料的下滑速度，使得硅料和圆筒结构1内壁之间的摩擦减小。本实用新型中所提供的石英坩埚的加料器能够很好的对加料器的内壁进行保护，减小硅料对加料器的磨损，进而延长加料器的使用寿命；

另外，位于加料器下方的石英坩埚中，一般会存留有一部分液态硅料，在采用加料器向石英坩埚中加入硅料时，也需要向石英坩埚内通入温度相对较低的氩气，而石英坩埚四周是设置有加热器的，低温的氩气使得石英坩埚内液态硅料表面出现凝固现象，形成一层薄薄的固态硅，而加热器在使得液态硅料表面边缘部分不至于冷却仍然保持液态。因此，加料器中的硅料落入石英坩埚内部时，靠近加料器中心轴的硅料会落在固态硅料表面，不会产生溅射硅料的情况，而靠近加料器内壁的硅料由于环形保护部件对其减速作用，使得即便硅料落至液态硅料表面，也在很大程度上减轻了硅料溅射的情况，保证加入硅料过程的安全性。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以包括：

每个所述环形保护部件2内环直径沿所述加料器加料的方向减缩。

如图2所示，图2中的箭头方向即为加料器加料的方向，环形保护部件2的内环近似地呈现为倒圆锥形，保证了硅料在碰撞环形保护部件2内壁后仍然能够顺利下滑，而不会因为环形保护部件2的阻挡导致硅料残留在加料器中。

进一步地，环形保护部件2的内环壁上端和所述圆筒结构1平滑过渡。

具体地，环形保护部件2地横截面可以为三角形或扇形；环形保护部件2地横截面为三角形时，三角形的一个边和加料器的侧壁贴合，另一边和圆通结构1的内壁呈一定的倾斜角使得硅料能够顺利下滑。类似的扇形结构也具有相同的原理。对于环形保护部件2横截面的具体形状，本实用新型中不做具体限制，只要保证硅料在环形保护部件2上不会产生堆积即可。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步包括：

环形保护部件2内环最下端半径和圆筒结构1内壁半径之差为5mm-10mm。

因为如果环形保护部件2的内环半径过小，必然会严重影响整个加料器中的加料流速，进而影响加料器的工作效率。为此，如图2所示，以环形保护部件2的横截面为直角三角形为例进行说明，三角形一个直角边和圆筒结构1内壁贴合，斜边和圆筒结构1内壁相互倾斜，另一个直角边和圆筒结构1内壁垂直，那么该直角边的长度范围为5mm～10mm，具体地，可以是5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，相邻环形保护部件2之间的间距为5cm-10cm，环形保护部件2的长度为2cm-9cm。

如前所述，在加料器的内壁上依次设置有多个环形保护部件2，如果各个环形保护部件2之间间距过疏，则可能起不到充分保护加料器内壁的作用，如果环形保护部件2之间的间距过密，就存在浪费过多环形保护部件2而不会对加料器的保护产生更好效果的问题。而在实际应用过程中，相邻环形保护部件2之间的间距和环形保护部件2的长度也存在一定的联系。如图2所示，在本实用新型的具体实施例中，各个环形保护部件2之间的间距a为5cm～10cm，具体地，可以是5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm；各个环形保护部件2的长度b为2cm～9cm，具体地，可以是2cm、3cm、4cm、5cm、6cm、7cm、8cm、9cm。需要说明的是，a和b的尺寸之间存在一定地联系，当环形保护部件2的长度b，相应地，环形保护部件2之间的间距a取值较大，反之则小，具体地可以根据实际情况，对环形保护部件2之间的间距a和环形保护部件2的长度b做设定，在此不再赘述。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

环形保护部件2设置在圆筒结构1内壁中间段，环形保护部件2的数量为3-10个。

本是实施例中仅在圆筒结构1的中间区段设置环形保护部件2，具体数量可以是3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个。在实际应用过程中，可以根据圆筒结构1的具体长短设置。

具体地，如果圆筒结构1沿高度方向等分为3段，那么环形保护部件2应当设置在中间的三分之一段。因为，硅料在进入圆筒结构1的第一个三分之一段时，向下滑行的速度一般不会很大，对圆筒结构1的磨损相对较少，而在硅料滑行至第二个三分之一段的位置时，硅料速度增加更为明显，对圆筒结构1内壁的磨损也更逐渐增大，当硅料滑行至第三个三分之一段时，硅料的下滑速度已经加速到很大，对圆筒结构1内壁的磨损已经非常严重了。

因此，本实施例中在圆筒结构1的中间区段设置环形保护部件，使得硅料速度即将对圆筒结构1内壁造成损伤时，通过环形保护部件2对硅料进行减速，避免该区段被硅料磨损；并且，因为硅料经过中间区段的环形保护部件2减速后，达到圆筒结构1的最后一段区域时的速度已经相对较小，对圆筒结构1的内壁磨损已经得到很大程度的缓解，此处即便不设置环形保护部件2，也不会对圆筒结构1造成太大的损伤。

当然，本实用新型中并不排除在整个圆筒结构1内壁上均设置环形保护部件2，但是这会在很大程度上阻碍硅料下滑，影响加料效率。本实施例中是在尽可能小的影响加料速度的情况下对加料器进行保护，是一种优选的方案。

可选地，在本实用新型的另一具体实施例中，还可以进一步地包括：

环形保护部件2可拆卸地和圆筒结构1内壁连接。

可以理解的是，因为环形保护部件2阻挡了硅料对圆筒结构1内壁的磨损，那么环形保护部件2也就必然会受到硅料的冲击和磨损。环形保护部件2的使用寿命相对于圆筒结构1可能更短，因此，环形保护部件2之间可拆卸地连接，可以方便环形保护部件2的更换，而无需在环形保护部件2损坏时更换整个加料器，进一步延长加料器的使用寿命。

可选地，在本实用新型地另一具体实施例中，还可以进一步包括：

石英保护部件或钢材保护部件，对此本实用新型中不做具体限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。