柴可拉斯基生长装置转换配件制造方法及图纸

一种柴可拉斯基生长装置转换配件，本发明专利技术是关于一种生长装置转换配件以及用于改进并转换柴可拉斯基生长装置的方法，特别是将批量柴可拉斯基生长装置转换成连续柴可拉斯基生长装置。尤其，分离阀设置在上料斗与下料斗之间，以便在上料斗正在被重新填充时维持下料斗内的条件。

【技术实现步骤摘要】
柴可拉斯基生长装置转换配件
本专利技术涉及一种用于将柴可拉斯基法生长装置转换成连续的柴可拉斯基法生长装置的装置转换配件。
技术介绍
用于制备用于制造集成电路和光伏太阳能电池的材料的单晶硅锭的最有效和经济的方法之一是柴可拉斯基(Czochrakski，CZ)方法。在典型的CZ工艺中，将硅装料置于坩埚中并通常在约1416℃的温度熔化至其液态。然后降低具有预定结晶取向的小晶体硅晶种以接触熔体表面，然后逐渐取出。通过适当控制温度，液体硅在晶种上冻结，其取向与晶种的取向相同。然后将种子从熔体中缓慢升起，形成生长的硅晶锭，其整体圆柱形状的最终长度为1米或更长，直径为数百毫米。一般而言，已知两种类型的CZ技术，通常称为柴可拉斯基批量法和连续柴可拉斯基法。在批量CZ中，在加热的坩埚中，在工艺开始时熔化生长中的硅锭所需的装料材料量，并且拉出一锭以实质上上耗尽坩埚。然后可以丢弃坩埚，或者可以再填充坩埚并重复该过程以生长另外的硅锭，这有时也称为半批量工艺。此外，可以使用批量再装料工艺，其中停止晶锭的生长，将原料添加到坩埚中，然后重新开始生长。在两种批量情况下，在锭生长期间不添加原料材料。而且，锭的数量和它们的长度通常受到坩埚尺寸的限制。相比之下，在连续柴可拉斯基(CCZ)法生长过程中，在生长过程中连续或周期性地补充带电材料，因此，可以从一个在生长期间补充的坩埚中一次操作拉出多个锭。此外，由于坩埚在生长期间得到补充，因此可以在一次操作中拉出更长和更高质量的锭。坩埚仅在几个锭循环后被丢弃，并用新坩埚代替。在单次操作中多个长度较长的锭的生长提供了经济和程序上的优点，但是需要与可用于批量CZ法生长的生长装置和装置显着不同类型的生长装置和装置。
技术实现思路
本专利技术是关于一种生长装置转换配件，用以将柴可拉斯基生长装置，特别是批量柴可拉斯基生长装置，转换成连续柴可拉斯基生长装置。含有给料器配件的该生长装置转换配件包含：给料器，可连接至该生长室并置放成馈送固体原料至该生长室中；下料斗，连接至该给料器并置放成馈送固体原料至该给料器中；至少一上料斗，以可移除的方式接附在该下料斗上面并置放成馈送固体原料至该下料斗中；以及给料分离阀，位于该上料斗与该下料斗之间，该给料分离阀组构成当该上料斗正在被再填充时维持在该下料斗中的条件。此外，关闭阀也可位于该上料斗与该下料斗之间。在某些实施例中，生长装置转换配件更包含给料口，组构成位于该批量柴可拉斯基生长装置的该生长室的侧壁并用以耦合至该给料器配件。在某些实施例中，生长装置转换配件更包含给料喷口，组构成固定位在该批量柴可拉斯基生长装置的该生长室内，用以将来自该给料器配件的该固体原料引导至该生长室的坩锅中。该给料喷口具有倾斜下端部，用以接收来自该给料器的该固体原料并将该固体原料馈送至该坩锅中。本专利技术更关于一种方法，其中提供一种具有生长室的批量柴可拉斯基生长装置，包含：室壳，具有顶壁与至少一侧壁；坩锅，含有位于该室壳内的熔化物；以及提拉机构，以可收起的方式支撑用于接触该熔化物的晶种。该方法更包含提供一种包括给料器配件的生长装置转换配件，包含：给料器，可连接至该生长室并置放成馈送固体原料至该生长室中；下料斗，连接至该给料器并置放成馈送固体原料至该给料器中；至少一上料斗，以可移除的方式接附在该下料斗上面并置放成馈送固体原料至该下料斗中；以及给料分离阀，位于该上料斗与该下料斗之间，该给料分离阀组构成当该上料斗正在被再填充时维持在该下料斗中的条件。该方法更包含将该生长装置转换配件的该给料器配件耦合至该生长室的该侧壁。在某些实施例中，生长装置转换配件更包含给料口，耦合该给料器配件包含将该给料口置于该批量柴可拉斯基生长装置的该生长室的侧壁并将该给料器配件的该给料器耦合至该给料口。在某些实施例中，该生长装置转换配件更包含给料喷口，而该方法更包含将该给料喷口固定位在该批量柴可拉斯基生长装置的该生长室内，用以将来自该给料器配件的该固体原料引导至该生长室的坩锅中。该给料喷口具有倾斜下端部，用以接收来自该给料器的该固体原料并将该固体原料馈送至该坩锅中。以此方式，该方法提供将柴可拉斯基生长装置，特别是批量柴可拉斯基生长装置，转换成连续柴可拉斯基生长装置。应了解到，上面的
技术实现思路
与下面的实施方式仅作为例示说明，并用以提供本专利技术的进一步说明，如权利要求书所提出者。附图说明通过结合附图参考以下描述可以更好地理解本文的具体实施例，附图中相同的附图标记表示相同或功能相似的配件，其中：图1是本专利技术的生长装置转换配件的具体实施例的视图。图2是本专利技术的生长装置转换配件的具体实施例的分解图。图3示出了根据本专利技术的具体实施例的用于将批量柴可拉斯基法生长装置转换为连续性柴可拉斯基法生长装置的示例方法。应当理解，上述附图不一定按比例绘制，并且在某些情况下，可以呈现说明本揭示内容的基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。本揭示内容的具体设计特征，包括例如特定尺寸，方向，位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境确定。具体实施方式图3示出了根据本专利技术的具体实施例的用于将批量柴可拉斯基法生长装置转换为连续性柴可拉斯基法生长装置的示例方法。如上所述，批量CZ法生长装置在结构上和操作上与CCZ法生长装置非常不同。结果，在批量生长装置中进行连续生长过程需要显着的，并且在某些情况下，对装置进行过高成本的修改。例如，有必要修改传统的批量柴可拉斯基法生长装置，以包括以连续或半连续的方式将额外的装料加入熔体中而不会不利地影响生长的锭的性质的装置。这也可能还需要提供进入生长室内部的通路，例如通过添加通常在大多数批量CZ装置中不存在的端口。还可能需要其它重要的修改来解释由于在锭生长阶段期间相对较冷的原料进入系统而导致的机械和热变化。另外，为了减少这种补充活性对同时晶体生长的不利影响，可能优选用具有所添加的材料被输送到其中的外部或环形熔融区以及拉出硅锭的分离的内部生长区的坩埚替换传统上在批量CZ中使用的石英坩埚，这对于CCZ生长装置更典型。否则，可以生长的锭的长度和/或数量可能受到坩埚尺寸的限制。还可能需要进行其他主要的结构和程序修改。因此，希望通过CCZ生长硅的操作通常必须购买专门为此目的设计的单独的生长装置，导致显着的成本并且需要额外的物理操作空间。目前，没有可行的解决方案可用于有效且高效地将现有的批量CZ生长装置转换成CCZ生长装置。本专利技术涉及用于改装批量柴可拉斯基法生长装置并将该生长装置转化为连续柴可拉斯基法生长装置的转化配件和方法。尽管该配件和方法对于从批量柴可拉斯基装置转换为连续装置最特别有用，但是本文所述的技术也可用于升级各种类型的连续柴可拉斯基生长装置。因此，待改装的柴可拉斯基法生长装置可以是本领域已知的任何装置，并且可以根据需要具有各种不同类型的构造和部件以生产锭，特别是硅锭。优选地，生长装置是批量柴可拉斯基法生长装置，其配置成在逐步工艺中生产硅锭，其中中断锭生长以便用另外的原料补充坩埚以制备另外的锭。通常，待改装的柴可拉斯基法生长装置包括生长室，在该生长室中可以制备诸如硅锭的锭。特别地，生长室包括具有顶壁和一个或多个侧壁的室壳，该侧壁形成中提供含有坩埚的原料的可加热空间。例如，坩埚可以包含含硅的预装料，其随后在成长室内的坩埚中熔化。坩埚可以由一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生长装置转换配件，用以将具有生长室的批量柴可拉斯基生长装置转换成连续柴可拉斯基生长装置，含有给料器配件的该生长装置转换配件包含：给料器，可连接至该生长室并置放成馈送固体原料至该生长室中；下料斗，连接至该给料器并置放成馈送固体原料至该给料器中；至少一上料斗，以可移除的方式接附在该下料斗上面并置放成馈送固体原料至该下料斗中；以及给料分离阀，位于该上料斗与该下料斗之间，该给料分离阀组构成当该上料斗正在被再填充时维持在该下料斗中的条件。

【技术特征摘要】
2017.12.21 US 62/608,9801.一种生长装置转换配件，用以将具有生长室的批量柴可拉斯基生长装置转换成连续柴可拉斯基生长装置，含有给料器配件的该生长装置转换配件包含：给料器，可连接至该生长室并置放成馈送固体原料至该生长室中；下料斗，连接至该给料器并置放成馈送固体原料至该给料器中；至少一上料斗，以可移除的方式接附在该下料斗上面并置放成馈送固体原料至该下料斗中；以及给料分离阀，位于该上料斗与该下料斗之间，该给料分离阀组构成当该上料斗正在被再填充时维持在该下料斗中的条件。2.如权利要求1所述的生长装置转换配件，其中，该给料器包含给料盘以及注入器区段，该给料盘具有用于从该下料斗接收该固体原料的接收区段，该注入器区段连接至该接收区段并可插入至该生长室中。3.如权利要求2所述的生长装置转换配件，其中，该给料盘是振动式给料盘。4.如权利要求2所述的生长装置转换配件，其中，该给料盘是转筒式给料盘。5.如权利要求2所述的生长装置转换配件，其中，该给料盘是可移动而被插入至该生长室中。6.如权利要求1所述的生长装置转换配件，其中，该给料器配件沿给料器轨道而可移动。7.如权利要求6所述的生长装置转换配件，其中，该给料器包含伸缩管，该伸缩管组构成在该给料器沿着该给料器轨道移动时膨胀或收缩。8.如权利要求1所述的生长装置转换配件，其中，该给料器配件包含给料关闭阀，该给料关闭阀位于该上料斗与该下料斗之间。9.如权利要求1所述的生长装置转换配件，其中，该给料器配件包含室分离阀，该室分离阀组构成当该给料器配件卸除时维持该生长室内的条件。10.如权利要求9所述的生长装置转换配件，其中，该室分离阀为具有可膨胀水冷式闸门的闸阀。11.如权利要求9所述的生长装置转换配件，其中，该室分离阀连接至该给料器配件的该给料器。12.如权利要求9所述的生长装置转换配件，其中，该给料器包含伸缩管，该伸缩管组构成在该给料器沿着该给料器轨道移动时膨胀或收缩，以及其中，该室分离阀连接至该给料器的该伸缩管。13.如权利要求1所述的生长装置转换配件，更包含给料口，组构成位于该批量柴可拉斯基生长装置的该生长室的侧壁并用以耦合至该给料器配件。14.如权利要求13所述的生长装置转换配件，其中，该给料器配件包含室分离阀，该室分离阀可连接至该给料口并组构成当该给料器配件卸除时维持该生长室内的条件。15.如权利要求14所述的生长装置转换配件，其中，该给料器包含伸缩管，该伸缩管组构成在该给料器沿着该给料器轨道移动时膨胀或收缩，以及其中，该室分离阀接附至该给料器的该伸缩管。16.如权利要求13所述的生长装置转换配件，其中，该给料器包含给料盘以及注入器区段，该给料盘具有用于从该下料斗接收该固体原料的接收区段，该注入器区段连接至该接收区段并可经由该给料口插入至该生长室中。17.如权利要求1所述的生长装置转换配件，更包含给料喷口，组构成固定位在该批量柴可拉斯基生长装置的该生长室内，用以将来自该给料器配件的该固体原料引导至该生长室的坩锅中。18.如权利要求17所述的生长装置转换配件，其中，该给料喷口具有倾斜下端部，用以接收来自该给料器的该固体原料并将该固体原料馈送至该坩锅中。19.如权利要求17所述的生长装置转换配件，其中，该坩锅包含分隔出内部生长区以及外部给料区的至少一壁件，该壁件具有在该内部生长区与该外部给料区之间提供受限的流体连通的至少一开口，以及其中，该给料喷口将该固体原料的给料引导到该坩锅的该外部给料区。20.如权利要求1所述的生长装置转换配件，其中，该批量柴可拉斯基生长装置包含：室壳，具有顶壁与至少一侧壁；坩锅，含有位于该室壳内的熔化物；以及提拉机构，以可收起的方式支撑用于接触该熔化物的晶种。21.如权利要求1所述的生长装置转换配件，其中，该批量柴可拉斯基生长装置更包含位于该生长室外部的固体原料传送系统，以及其中，该给料器配件为该固体原料传送系统的替代品。22.一种方法，包含：提供一种具有生长室的批量柴可拉斯基生长装置，包含：室壳，具有顶壁与至少一侧壁；坩...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·R·瓦扬古，R·马伦，S·J·图尔凯蒂，
申请(专利权)人：GTAT公司，
类型：发明
国别省市：美国,US