CN103643286B - 单晶炉的加料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种单晶炉的加料方法，包括：在熔硅的液面的局部生成结晶层；向结晶层上投放硅料。本发明通过在单晶炉中的熔硅的液面的局部生成结晶层，并将硅料投放在该结晶层上，可以有效地解决现有技术中的往单晶炉中投料时容易出现溅料的问题。
Description
技术领域
本发明涉及单晶炉加工领域，更具体地，涉及一种单晶炉的加料方法。
背景技术
目前，在单晶炉中拉制硅棒的步骤主要包括装料、抽空、熔料、稳定化、引晶、放肩、等径、收尾环节。由于，单晶炉中能够容纳的硅料的量是固定的，一般在120kg至150kg的范围内，于是，为了进一步增加投料重量，需要采用多次加料技术。多次加料技术的基本步骤包括装料、抽空、熔料、稳定化、引晶、放肩、等径、收尾、再投料，之后重复拉制过程，通过该技术可以实现单晶炉的投料量的大幅增加。
然而，由于单晶炉的坩埚内存在熔硅，于是，当向单晶炉的坩埚中添加硅料时，容易出现溅料的情况。溅料的发生不仅会影响硅棒的拉制，还会降低单晶炉热场的使用寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种单晶炉的加料方法，以解决现有技术的向单晶炉中加料时容易出现溅料的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种单晶炉的加料方法，包括：在熔硅的液面的局部生成结晶层；向结晶层上投放硅料。
进一步地，在生成结晶层前，单晶炉的加料方法还包括：向熔硅中投放硅料。
进一步地，向熔硅中投放硅料的速度小于10kg/h。
进一步地，向熔硅中投放硅料之前，提升已经拉制好的硅棒。
进一步地，硅棒的提升速度为4mm/s至5mm/s。
进一步地，当将硅棒提升100mm后，再向熔硅中投放硅料。
进一步地，向结晶层上投放硅料的速度为20kg/h至40kg/h。
进一步地，在向熔硅中投放硅料之前，单晶炉的加料方法还包括：调整液面与单晶炉的导流筒的下端的距离为40mm至60mm；调整单晶炉的加热器的功率为60kw至75kw。
进一步地，在生成结晶层后，单晶炉的加料方法还包括：控制单晶炉的坩埚以0.01mm/s至0.04mm/s的速度下降；调整单晶炉的加热器的功率为80kw至95kw。
进一步地，在硅料的投放过程中，单晶炉的加料方法还包括：向单晶炉的坩埚内通入工艺气体。
进一步地，工艺气体的流量为0.5l/s至2l/s，工艺气体的压力为2000Pa至4000Pa。
进一步地，在投放硅料过程中，单晶炉的加料方法还包括：以0.03转/s至0.1转/s的速度转动坩埚。
本发明通过在单晶炉中的熔硅的液面的局部生成结晶层，并将硅料投放在该结晶层上，可以有效地解决现有技术中的往单晶炉中投料时容易出现溅料的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明中的单晶炉的加料方法。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
本发明提供了一种单晶炉的加料方法，请参考图1，该单晶炉的加料方法包括：在熔硅的液面的局部生成结晶层；向结晶层上投放硅料。优选地，结晶层位于熔硅的液面的中央区域。由于，熔硅的液面的中央区域的温度较低，于是，在该处比较容易生成结晶层。
本发明通过在单晶炉中的熔硅的液面的局部生成结晶层，并将硅料投放在该结晶层上，可以有效地解决现有技术中的往单晶炉中投料时容易出现溅料的问题。
优选地，在生成结晶层前，单晶炉的加料方法还包括：向熔硅中投放硅料。在生成结晶层前，可以较缓慢地向熔硅中投入硅料。此时，由于硅料在熔化时需要吸收一部分的热量，于是，可以使得结晶层在熔硅表面迅速生成。
优选地，向熔硅中投放硅料的速度小于10kg/h。
优选地，向熔硅中投放硅料之前，提升已经拉制好的硅棒。如果在投放硅料之前，已经拉制好了硅棒，则在投料之前需要将硅棒拉离熔硅。优选地，单晶炉中的原硅料为140kg，首次拉制的硅棒的重量为100kg至105kg，长度为1100mm至1200mm。在首次拉制完硅棒后的投料为60kg，第二次拉制的硅棒的重量为90kg至95kg，长度为1000mm至1100mm。
优选地，硅棒的提升速度为4mm/s至5mm/s。
优选地，当将硅棒提升100mm后，再向熔硅中投放硅料。这样，既不会使硅料溅在硅棒上，又可以使提升硅棒与投料同时进行，进而提高单晶炉的生产效率。
优选地，向结晶层上投放硅料的速度为20kg/h至40kg/h。由于将硅料投放在结晶层上，于是，不会出现溅料的情况。此时，提高投放硅料的速度可以提高单晶炉的生产效率。
优选地，在向熔硅中投放硅料之前，单晶炉的加料方法还包括：调整液面与单晶炉的导流筒的下端的距离为40mm至60mm；调整单晶炉的加热器的功率为60kw至75kw。这样，便可以为结晶层的生成提供了有利的条件。
优选地，在生成结晶层后，单晶炉的加料方法还包括：控制单晶炉的坩埚以0.01mm/s至0.04mm/s的速度下降；调整单晶炉的加热器的功率为80kw至95kw。当结晶层上堆积了一定的硅料后，原有的结晶层会沉入熔硅中后熔化，而其上堆积的硅料会继续生成新的结晶层。本发明通过控制坩埚的下降速度和加热器的功率可以使得结晶层的熔化与生成不断地同步进行，进而防止出现溅料的情况。
优选地，在硅料的投放过程中，单晶炉的加料方法还包括：向单晶炉的坩埚内通入工艺气体。该工艺气体既可以带走单晶炉中的一些杂质，又可以对熔硅的液面起到一定的冷却作用。
优选地，工艺气体的流量为0.5l/s至2l/s，工艺气体的压力为2000Pa至4000Pa。通过控制工艺气体的流量和压力可以辅助结晶层的生成。
优选地，在投放硅料过程中，单晶炉的加料方法还包括：以0.03转/s至0.1转/s的速度转动坩埚。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种单晶炉的加料方法，其特征在于，包括：
在熔硅的液面的局部生成结晶层；
向所述结晶层上投放硅料；
其中，在生成所述结晶层前，所述单晶炉的加料方法还包括：
向所述熔硅中投放硅料，向所述熔硅中投放硅料的速度小于10kg/h。
2.根据权利要求1所述的单晶炉的加料方法，其特征在于，向所述熔硅中投放硅料之前，提升已经拉制好的硅棒。
3.根据权利要求2所述的单晶炉的加料方法，其特征在于，所述硅棒的提升速度为4mm/s至5mm/s。
4.根据权利要求2所述的单晶炉的加料方法，其特征在于，当将所述硅棒提升100mm后，再向所述熔硅中投放所述硅料。
5.根据权利要求1所述的单晶炉的加料方法，其特征在于，向所述结晶层上投放硅料的速度为20kg/h至40kg/h。
6.根据权利要求1所述的单晶炉的加料方法，其特征在于，在向所述熔硅中投放硅料之前，所述单晶炉的加料方法还包括：
调整所述液面与所述单晶炉的导流筒的下端的距离为40mm至60mm；
调整所述单晶炉的加热器的功率为60kw至75kw。
7.根据权利要求1所述单晶炉的加料方法，其特征在于，在生成所述结晶层后，所述单晶炉的加料方法还包括：
控制所述单晶炉的坩埚以0.01mm/s至0.04mm/s的速度下降；
调整所述单晶炉的加热器的功率为80kw至95kw。
8.根据权利要求1所述单晶炉的加料方法，其特征在于，在所述硅料的投放过程中，所述单晶炉的加料方法还包括：
向所述单晶炉的坩埚内通入工艺气体。
9.根据权利要求8所述单晶炉的加料方法，其特征在于，所述工艺气体的流量为0.5l/s至2l/s，所述工艺气体的压力为2000Pa至4000Pa。
10.根据权利要求1所述单晶炉的加料方法，其特征在于，在投放所述硅料过程中，所述单晶炉的加料方法还包括：
以0.03转/s至0.1转/s的速度转动坩埚。
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