[发明专利]单晶体生产的装料方法及预装料坩埚

说明书

技术领域

本发明涉及一种单晶体装料方法，具体来说涉及一种在单晶炉外进行装料的单晶体生产的装料方法。本发明还涉及一种用于单晶体生产的预装料坩埚。

背景技术

电子级及太阳能级硅单晶体直拉法生产过程中，装料是很关键的过程。现有技术的做法是将空的石英坩埚先放在单晶炉热场内的石墨坩埚中，再把多晶硅料逐次装入石英坩埚中。因为装料过程需要很仔细，因此一般装料在一个小时左右。发明人发现，将石英坩埚放在单晶炉内装料，这样既浪费单晶炉的有效利用时间，又容易在短暂的装料时间内，发生装料不规范造成挂边、搭桥的事故。同时单晶车间内部其他车间的拆炉、清理工作容易造成对材料的污染。另外，现有技术的工艺及设备条件也并不适合在单晶炉外进行预装料操作，因为当多晶硅料装入石英坩埚后，会非常重，一般都在100KG以上，且石英坩埚比较脆，壁较薄(10mm左右)。而且石英坩埚的外形和需要放入的石墨坩埚的内形要一致，只是石英坩埚调试稍高20mm左右。因此如果把石英坩埚放入石墨坩埚，只能夹住石英坩埚高出石墨坩埚的部分。如果采用夹持的方法只能通过摩擦力来克服重力，这就需要很大的夹持力，这样石英坩埚的壁很难承受。因此现有技术的工艺及设备均需要进一步改进。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种在单晶炉外进行预装料的单晶体生产的装料方法。将装料过程从单晶炉内移到外侧，设置一个洁净的装料空间，在这个空间会有足够的时间装料，挂边搭桥会减少、洁净的空间会减少对硅材料的污染；装完后用吊车将装好料的石英坩埚吊入单晶炉内，减少单晶生产的切换时间。

为了实现上述目的，本发明提供的一种单晶体生产的装料方法，包括：

步骤一，向置于单晶炉外的石英坩埚装料；

步骤二，在已装好料的所述石英坩埚上加盖一与所述石英坩埚紧密扣合的便于吊车勾吊的预装料盖；

步骤三，使用吊车勾吊所述预装料盖以使与所述预装料盖扣合的所述石英坩埚缓慢提起，将所属石英坩埚放入单晶炉热场的石墨坩埚中；使所述预装料盖和所述石英坩埚脱离，再由吊车吊走所述预装料盖，完成单晶体生产的装料。

作为优选，所述预装料盖上设置有一与真空泵相连的阀门；在所述步骤二中，打开所述真空泵，并缓慢打开所述阀门，对所述石英坩埚内进行抽真空，直至达到所述预装料盖在吊运过程中能始终压紧在所述石英坩埚上的压力后关闭所述阀门并移去所述真空泵；在所述步骤三中，将所述石英坩埚放入单晶炉热场的石墨坩埚中后打开所述阀门，使大气缓慢进入所述石英坩埚，当所述石英坩埚的压力与大气压平衡后，所述预装料盖和所述石英坩埚脱离后吊走所述预装料盖。

作为优选，当所述石英坩埚内的压力低于100Pa时，关闭所述阀门并移去所述真空泵。

本发明的另一个目的是提供一种用于单晶体生产的装料方法的预装料坩埚，其包括石英坩埚和与所述石英坩埚扣合以便于吊车勾吊的预装料盖，所述预装料盖上设置有一阀门，所述阀门与一在所述阀门打开时抽出所述石英坩埚内气体以使所述预装料盖与所述石英坩埚扣紧的真空泵连接。

作为优选，所述预装料盖上设有便于吊车勾吊的挂钩。

作为优选，所述预装料盖上还设置有用于在所述石英坩埚与所述预装料盖扣合后检测所述石英坩埚内气压的压力表。

作为优选，所述预装料盖与所述石英坩埚在扣合时的接触面上设有一密封圈；所述密封圈的内径小于所述石英坩埚的内径，外径大于石英坩埚的外径。

与现有技术比较，本发明的单晶体生产的装料方法把传统的单晶炉装料工序放在单晶炉外面进行，装完后用吊车将载料的坩埚移入单晶炉内。单独预装料盖采用真空吸的方法，把装好石英坩埚吸起来，移入石墨坩埚，对石英坩埚的着力面积大，压强小安全系数非常高。节省了单晶炉的有效利用时间，降低了因为装料不规范而造成挂边、搭桥等事故的发生。

附图说明

图1为本发明单晶体生产的装料方法所采用的预装料坩埚的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步详细的说明。