应用于单晶炉的二次加料装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212834137 U(45)授权公告日 2021.03.30

(21)申请号 202021732184.8(22)申请日 2020.08.19

(73)专利权人 新疆晶科能源有限公司

地址 835800 新疆维吾尔自治区伊犁哈萨

克自治州新源县北工业园区A区(72)发明人 张野　马伟萍　乔乐　张晶晶　(74)专利代理机构 北京鼎佳达知识产权代理事

务所(普通合伙) 11348

代理人 孟阿妮　张小勇(51)Int.Cl.

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

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

CN 212834137 U(54)实用新型名称

应用于单晶炉的二次加料装置(57)摘要

本实用新型公开了一种单晶炉的二次加料装置，涉及单晶炉设备技术领域，主要目的是同时兼顾加料装置的使用寿命和单晶棒的产品品质。本实用新型的主要技术方案为：应用于单晶炉的二次加料装置，包括：料筒和提拉部；所述料筒包括不锈钢外筒和碳化硅内筒，所述不锈钢外

所述碳化硅内筒筒套接于所述碳化硅内筒轴侧，

的上端法兰和不锈钢外筒的上端法兰之间夹持有垫环，所述不锈钢外筒的轴侧固定连接于限位盘，所述限位盘顶接于喉口；所述提拉部包括传动连杆、石英锥和支撑盘，所述传动连杆上下移动于所述碳化硅内筒中，所述传动连杆的下端连接于所述支撑盘，所述石英锥套接于所述传动连杆的下端侧，所述石英锥下端的直径大于所述碳化硅内筒的内径。

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权　利　要　求　书

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1.一种应用于单晶炉的二次加料装置，其特征在于，包括：料筒，所述料筒包括不锈钢外筒和碳化硅内筒，所述不锈钢外筒套接于所述碳化硅内筒轴侧，所述碳化硅内筒的上端法兰和不锈钢外筒的上端法兰之间夹持有垫环，所述不锈钢外筒的轴侧固定连接于限位盘，所述限位盘顶接于喉口；

提拉部，所述提拉部包括传动连杆、石英锥和支撑盘，所述传动连杆上下移动于所述碳化硅内筒中，所述传动连杆的下端连接于所述支撑盘，所述石英锥套接于所述传动连杆的下端侧，所述石英锥下端的直径大于所述碳化硅内筒的内径。

2.根据权利要求1所述的应用于单晶炉的二次加料装置，其特征在于，所述提拉部还包括石英管，所述石英管套接于所述传动连杆的轴侧。3.根据权利要求1所述的应用于单晶炉的二次加料装置，其特征在于，所述支撑盘的中心设有螺纹孔，所述传动连杆的下端螺纹连接于所述螺纹孔。4.根据权利要求1所述的应用于单晶炉的二次加料装置，其特征在于，所述传动连杆的材质为高纯钼。

5.根据权利要求2所述的应用于单晶炉的二次加料装置，其特征在于，所述石英管包括三段分段石英管，三段所述分段石英管依次排列于所述传动连杆的轴侧。

6.根据权利要求1所述的应用于单晶炉的二次加料装置，其特征在于，所述支撑盘的材质为碳碳复合材料。

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说　明　书

应用于单晶炉的二次加料装置

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技术领域

[0001]本实用新型涉及单晶炉设备技术领域，尤其涉及一种应用于单晶炉的二次加料装置。

背景技术

[0002]二次加料技术是目前单晶制备中增加投料量的关键技术，行业中普遍采用。二次加料技术的核心为二次加料装置，目前行业中常用的二次加料装置根据材质可分为不锈钢二次加料装置和石英二次加料装置。不锈钢加料装置寿命长，使用方便，但易引起原料污染，影响产品质量。石英加料装置可有效避免原料污染问题，但易碎，使用寿命短，引起事故。

实用新型内容

[0003]有鉴于此，本实用新型提供一种应用于单晶炉的二次加料装置，主要目的是同时兼顾加料装置的使用寿命和单晶棒的产品品质。[0004]为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：[0005]本实用新型提供了一种应用于单晶炉的二次加料装置，该装置包括：料筒和提拉部；

[0006]所述料筒包括不锈钢外筒和碳化硅内筒，所述不锈钢外筒套接于所述碳化硅内筒轴侧，所述碳化硅内筒的上端法兰和不锈钢外筒的上端法兰之间夹持有垫环，所述不锈钢外筒的轴侧固定连接于限位盘，所述限位盘顶接于喉口；[0007]所述提拉部包括传动连杆、石英锥和支撑盘，所述传动连杆上下移动于所述碳化硅内筒中，所述传动连杆的下端连接于所述支撑盘，所述石英锥套接于所述传动连杆的下端侧，所述石英锥下端的直径大于所述碳化硅内筒的内径。

[0008]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。[0009]可选的，所述石英管套接于所述传动连杆的轴侧。所述提拉部还包括石英管，[0010]可选的，所述支撑盘的中心设有螺纹孔，所述传动连杆的下端螺纹连接于所述螺纹孔。

[0011]可选的，所述传动连杆的材质为高纯钼。[0012]可选的，所述石英管包括三段分段石英管，三段所述分段石英管依次排列于所述传动连杆的轴侧。[0013]可选的，所述支撑盘的材质为碳碳复合材料。[0014]借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：[0015]需要进行单晶炉加料作业时，单晶炉上炉体中的提升装置通过提升传动连杆，带动支撑盘上升，进而带动石英锥上升，石英锥下端的边缘抵触至碳化硅内筒的下端，使碳化硅内筒下端口密闭。操作人员按照配方向碳化硅内筒中加入硅原料，提升装置继续提升传动连杆，带动本装置进入进入单晶炉副室内部，待单晶炉副室完成净化程序后，提升装置带

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动本装置逐渐下降，直至限位盘顶接于单晶炉喉口。这时，不锈钢外筒和碳化硅内筒的组合体稳定在喉口，不锈钢外筒和限位盘承载着碳化硅内筒的重量。而且碳化硅内筒和不锈钢外筒之间还夹持有垫环，垫环起到缓冲作用，避免碳化硅内筒和不锈钢外筒直接接触，避免碳化硅内筒损坏。[0016]在此之后，提升装置带动传动连杆和支撑盘继续下降，石英锥逐渐脱离碳化硅内筒的下端，硅料沿着石英锥的破面逐渐流出，并落在石英坩埚中。待原料全部流出后，提升装置再次反向带动传动连杆上升，传动连杆与石英锥、支撑盘组成的一体结构上升，石英锥与碳化硅内筒下端的缝隙逐渐减小，直至接触。提升装置继续提升传动连杆，也就带动不锈钢外筒、碳化硅内筒以及垫环的组合体继续上升，限位盘离开喉口。本装置继续上升，回到副室，至此，整个加料过程完成。在这个过程中，石英锥和碳化硅内筒的下端接触，但不和不锈钢外筒接触，避免石英锥的坡面摩擦并黏附金属屑，避免硅料受到金属屑的污染，保证了单晶棒的产品质量。

附图说明

[0017]图1为本实用新型实施例提供的一种应用于单晶炉的二次加料装置加料状态的结构示意图；

[0018]图2为本实用新型实施例提供的一种应用于单晶炉的二次加料装置的结构示意图。

[0019]说明书附图中的附图标记包括：不锈钢外筒1、碳化硅内筒2、垫环3、限位盘4、传动连杆5、石英锥6、支撑盘7、副室8、下炉体9、石英坩埚10、石英管11，限位杆12。具体实施方式

[0020]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。[0021]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0022]如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提供的一种应用于单晶炉的二次加料装置，其包括：料筒和提拉部；

[0023]所述料筒包括不锈钢外筒1和碳化硅内筒2，所述不锈钢外筒1套接于所述碳化硅内筒2轴侧，所述碳化硅内筒2的上端法兰和不锈钢外筒1的上端法兰之间夹持有垫环3，所述不锈钢外筒1的轴侧固定连接于限位盘4，所述限位盘4顶接于喉口；[0024]所述提拉部包括传动连杆5、石英锥6和支撑盘7，所述传动连杆5上下移动于所述碳化硅内筒2中，所述传动连杆5的下端连接于所述支撑盘7，所述石英锥6套接于所述传动

所述石英锥6下端的直径大于所述碳化硅内筒2的内径。连杆5的下端侧，

[0025]应用于单晶炉的二次加料装置的工作过程如下:[0026]需要进行单晶炉加料作业时，单晶炉上炉体中的提升装置通过提升传动连杆5，带动支撑盘7上升，进而带动石英锥6上升，石英锥6下端的边缘抵触至碳化硅内筒2的下端，使碳化硅内筒2下端口密闭。操作人员按照配方向碳化硅内筒2中加入硅原料，提升装置继续

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提升传动连杆5，带动本装置进入进入单晶炉副室8内部，待单晶炉副室8完成净化程序后，提升装置带动本装置逐渐下降，直至限位盘4顶接于单晶炉喉口。这时，不锈钢外筒1和碳化硅内筒2的组合体稳定在喉口，不锈钢外筒1和限位盘4承载着碳化硅内筒2的重量。而且碳化硅内筒2和不锈钢外筒1之间还夹持有垫环3，垫环3起到缓冲作用，避免碳化硅内筒2和不锈钢外筒1直接接触，避免碳化硅内筒2损坏。[0027]在此之后，提升装置带动传动连杆5和支撑盘7继续下降，石英锥6逐渐脱离碳化硅内筒2的下端，硅料沿着石英锥6的破面逐渐流出，并落在石英坩埚10中。待原料全部流出后，提升装置再次反向带动传动连杆5上升，传动连杆5与石英锥6、支撑盘7组成的一体结构上升，石英锥6与碳化硅内筒2下端的缝隙逐渐减小，直至接触。提升装置继续提升传动连杆5，也就带动不锈钢外筒1、碳化硅内筒2以及垫环3的组合体继续上升，限位盘4离开喉口。本装置继续上升，回到副室8，至此，整个加料过程完成。在这个过程中，石英锥6和碳化硅内筒2的下端接触，但不和不锈钢外筒1接触，避免石英锥6的坡面摩擦并黏附金属屑，避免硅料受到金属屑的污染，保证了单晶棒的产品质量。[0028]在本实用新型的技术方案中，使用本装置，碳化硅内筒2不易损坏，本加料装置的使用寿命较长；石英锥6不易黏附金属屑，避免硅料受到金属屑污染，保证了产品品质。[0029]具体的，单晶炉包括下炉体9和上炉体；上炉体内设有副室8和提升装置，提升装置位于副室8的上方，提升装置连接于传动连杆5的上端，副室8的下端设有喉口，用于限位限位盘4的向下移动；石英坩埚10位于下炉体9内。[0030]具体的，传动连杆5的上端侧设有限位杆12，限位杆12的长度大于碳化硅内筒2的直径。当石英锥6和碳化硅内筒2下端相互脱开的距离足够大时，限位杆12顶接于碳化硅内筒2的上端，避免传动连杆5的持续下降。[0031]如图2所示，在具体实施方式中，所述提拉部还包括石英管11，所述石英管11套接于所述传动连杆5的轴侧。[0032]在本实施方式中，具体的，石英管11避免避免碳化硅内筒2中的硅料接触传动连杆5的轴侧表面，避免硅料受到金属污染，进一步保证产品品质。[0033]如图2所示，在具体实施方式中，所述支撑盘7的中心设有螺纹孔，所述传动连杆5的下端螺纹连接于所述螺纹孔。[0034]在本实施方式中，支撑盘7的中心设有螺纹孔，螺纹孔为盲孔，避免传动连杆5的下端裸露于支撑盘7的下表面，避免加料时，金属屑掉落至石英坩埚10中；同时，支撑盘7也起到对石英锥6的支撑作用。[0035]如图2所示，在具体实施方式中，所述传动连杆5的材质为高纯钼。[0036]在本实施方式中，具体的，高纯钼的熔点高，热膨胀系数低，硬度大，传动连杆5上下移动的过程中，不易产生金属屑，避免硅料受到金属污染。[0037]如图2所示，在具体实施方式中，所述石英管11包括三段分段石英管11，三段所述分段石英管11依次排列于所述传动连杆5的轴侧。[0038]具体的，如果传动连杆5的轴侧自上而下套接整段石英管11，石英管11较长，石英管11所受结构应力较大，石英管11易破裂。而在本实施方式中，石英管11包括三段分段石英管11，每段分段石英管11的结构应力都不大，从而避免石英管11的破裂，避免破损的石英管11残片掉落至坩埚中，也避免碳化硅内筒2中的硅料接触到传动连杆5的轴侧，从而避免硅

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料受到金属污染。[0039]如图2所示，在具体实施方式中，所述支撑盘7的材质为碳碳复合材料。[0040]在本实施方式中，具体的，支撑盘7采用碳碳复合材料，耐高温，化学性质稳定。当支撑盘7下降至石英坩埚10上方时，支撑盘7不易变形，保证传动连杆5、石英锥6和支撑盘7整体结构的稳定性，从而保证本装置长期使用后，石英锥6仍能顶接至碳化硅内筒2的下端，从而保证碳化硅内筒2下端的密闭效果。[0041]以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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说　明　书　附　图

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图1

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说　明　书　附　图

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图2

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