[发明专利]一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及工业生产技术领域，具体为一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺。

背景技术

单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，具有金刚石晶格，晶体硬而脆，具有金属光泽，能导电，但导电率不及金属，且随着温度升高而增加，具有半导体性质，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿；单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域；在光伏技术和微小型半导体逆变器技术飞速发展的今天，利用硅单晶所生产的太阳能电池可以直接把太阳能转化为光能，实现了迈向绿色能源革命的开始。

目前，公司单晶车间已经全部实行了二次加料，但在加料过程中溅硅一直困扰着整着光伏行业，因为溅硅极易导致不好成晶，浪费了时间和人力，甚至会因溅硅导致整炉硅料拉不出来吊多晶的情况，增加了浪费成本的风险。因此我们对此做出改进，提出一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺。

发明内容

为解决现有技术存在的单晶车间在二次加料过程中会伴有溅硅的缺陷，本发明提供一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺，包括炉体、水冷管、炉盖、石英坩埚和二次加料装置，所述炉体的顶端设有用于密封的炉盖，所述炉盖的中部穿插设有用于加料的二次加料装置，所述炉体的内部设有盛放硅料的石英坩埚，所述石英坩埚的外侧设有用于加热融化硅料的加热板，所述加热板的外侧设有用于冷却融化后硅料的水冷管，所述水冷管的两端分别与两个连接管的一端相通，两个所述连接管的另一端均穿过炉体的侧壁，其中一个所述连接管上设有电磁阀，所述石英坩埚的底端固定设有用于支撑的托盘，所述托盘的底端通过连接轴与电机的转轴固定连接，所述炉体上设有控制箱，所述控制箱上分别嵌设有转动开关、加热开关和冷却开关，所述电机与转动开关电性连接，所述加热板与加热开关电性连接，所述电磁阀与冷却开关电性连接，所述转动开关、加热开关和冷却开关均与外接电源电性连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述二次加料装置由连接块、活动杆、挡板和套筒组成，所述套筒与炉盖的中部穿插连接，所述套筒的顶部和底部分别设有连接块和挡板，所述挡板的一端与套筒底端的一侧通过铰链活动连接，所述挡板的另一端通过活动杆与连接块的一侧固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述套筒的边侧固定设有法兰调节轨道，且套筒上套设有固定法兰，所述固定法兰的底端与炉盖的顶端固定连接，所述固定法兰的边侧开设有开孔，所述开孔的孔径与法兰调节轨道上槽口的孔径相匹配设置。

作为本发明的一种优选技术方案，与所述水冷管一端连接的连接管与外接水源连接，与所述水冷管另一端连接的连接管与排水管道连接。

作为本发明的一种优选技术方案，包括以下步骤；

S1：上料；

S2：加热融化；

S3：冷却降温；

S4：二次加料。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S1步骤包括打开炉盖向石英坩埚内放入单晶硅料，且向套筒内加入需要二次加料的单晶硅料，然后盖上炉盖。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S2步骤包括打开转动开关和加热开关使得电机和加热板工作，加热板工作会将单晶硅料加热融化，电机的工作会使得石英坩埚匀速转动，进而使得石英坩埚内的单晶硅料均匀加热融化。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S3步骤包括关闭加热开关使得加热板停止工作，同时打开冷却开关使得电磁阀导通，进而使得外接冷却水源源不断经过水冷管，进而使得炉体内部环境降温，即使得石英坩埚内的单晶硅料结晶。

作为本发明的一种优选技术方案，所述S4步骤包括按下连接块使得挡板打开，进而可以使得套筒内的单晶硅料倒入石英坩埚内，完成二次加料操作。

本发明的有益效果是：该种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺，通过在加料前通过降温度让炉内硅料结晶，形成固体，加料时将固体硅料加到炉内的结晶固体上，从而达到避免硅料溅到其他石墨件上的风险，为后续拉晶创造合适条件。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺的结构示意图；

图2是本发明一种单晶硅连续生产结晶加料设备及工艺的水冷管结构示意图；