[实用新型]直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于直拉法生产单晶硅设备技术领域，具体涉及一种直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置。

背景技术

直拉法生产硅单晶工艺中，拉制一定型号和一定电阻率的单晶，选择适当的掺杂剂是很重要的。五族元素常用作硅单晶的N型掺杂剂主要有磷、砷、锑。三族元素常用作硅单晶的P型掺杂剂主要有硼、铝、镓。拉制硅单晶的电阻率范围不同，掺杂剂的形态也不一样，拉制电阻率低的硅单晶(10^-2～10^-3欧姆·厘米)，一般掺三族或五族纯元素；拉制电阻率较高硅单晶(1～10²欧姆·厘米)，采用母合金作掺杂剂。所谓“母合金”，就是杂质单质元素与硅的合金。常用的母合金有硅磷母合金和硅硼母合金。杂质浓度一般大于1017个原子/厘米³(电阻率为10²～10^-3欧姆·厘米)。采用母合金作为掺杂剂是为了“稀释杂质”，使掺杂量更容易控制，更准确。当拉制掺杂剂采用不易挥发的母合金硼、磷的单晶硅时，先将掺杂剂预先放入石英坩埚；当拉制掺杂剂采用易挥发的纯元素锑、磷、砷的单晶硅时，不能将掺杂剂预先放入石英坩埚，必须放在掺杂勺内，拉晶过程将掺杂勺移到坩埚中心，将掺杂剂倒入坩埚，才能保证掺杂准确。此两种方法，如果不确定原料电阻，须在掺杂剂放入后，再拉一段小头，复测电阻是否符合要求，如不符合要求再使用掺杂勺或放一段肩，进行补掺杂，其中使用掺杂勺的方式易造成硅液飞溅，给操作带来不便，且设备昂贵；而放一段肩的方式耗工耗时。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置，解决现有技术存在的操作不便且耗工耗时的问题。

本实用新型的技术方案是，直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置，包括盛装掺杂剂的石英质托，石英质托通过连接件与籽晶夹头活动连接。

本实用新型的特点还在于：

包括盛装掺杂剂的石英质托，石英质托通过连接件与籽晶夹头活动连接。

石英质托上设有磁性转轴，磁性转轴与连接件磁性连接。

石英质托为板状，磁性转轴设置在石英质托的一边，连接件为金属套环，金属套环的环柄与石英质托活动连接且与磁性转轴磁力吸附。

石英质托的一边焊接一金属套筒，磁性转轴插装在该金属套筒内，磁性转轴伸出金属套筒的部分与金属套环的环柄磁力吸附。

金属套筒为半封闭圆柱型，磁性转轴伸出金属套筒的部分与金属套环的环柄磁力吸附。

磁性转轴为钕铁硼磁性转轴。

金属套环位于籽晶夹头和重锤两者之间。

金属套环为马氏体不锈钢金属套环。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型将石英质托通过连接件与籽晶夹头活动连接，石英质托通过磁性转轴与连接件磁力吸附，使用时，下降籽晶到熔硅液面附近，液面高温使磁性转轴消磁，石英质托在重力作用下绕磁性转轴转动，其上的掺杂剂即可自动加入石英坩埚内，实现了掺杂剂的自动加入，克服了现有技术操作不便且耗时耗工的问题。

2、本实用新型结构简单，加工方便，易于安装和拆卸。

附图说明

图1为本实用新型直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置结构示意图；

图2为本实用新型直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置的安装位置示意图。

图3为本实用新型直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置使用状态示意图；

图中，1.籽晶绳；2.重锤；3.籽晶夹头；4.籽晶；5.熔化后硅料；

6.石英坩埚；7.单晶炉副室；8-1.金属套环；8-2.石英质托；8-3.磁性转轴；9.掺杂剂。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

实施例1，直拉法生产单晶硅用添加掺杂剂的装置，参见图1，包括盛装掺杂剂的石英质托8-2，石英质托8-2为板状，石英质托8-2的一边焊接一金属套筒，金属套筒为半封闭圆柱型，磁性转轴8-3插装在该金属套筒内，连接件为金属套环8-1，金属套环8-1的环柄在缺口处与石英质托8-2活动连接，磁性转轴8-3伸出金属套筒的部分与金属套环8-1的环柄磁力吸附。