[发明专利]物料输送通路、物料供给装置及晶体生长系统

说明书

本发明公开的物料输送通路，用于供物料在气密状态下从炉体外部转移至炉体内部；物料输送通路包括投料通路和喂料通路，投料通路设置在炉体的内部并与坩埚相对，喂料通路可相对于投料通路延伸或撤回，喂料通路在延伸位置时穿过炉体并与投料通路相连通。本发明还公开了一种物料供给装置，除包含所述物料输送通路外，还至少包括储料机构，储料机构用于容纳物料，储料机构中的物料可在气密状态下通过物料输送通路供给至炉体内部的坩埚中。本发明还公开了一种具有上述物料供给装置的晶体生长系统。本发明满足了大加料量的要求，加料过程与单晶硅棒冷却过程可以并行，缩短了加料时间，提高了单晶硅棒的生产效率，同时提高了外部加料的稳定性和安全性。

技术领域

本发明属于单晶生长技术领域，涉及单晶生长的辅助设备，具体涉及一种物料输送通路，以及具有该物料输送通路的物料供给装置及晶体生长系统。

背景技术

多晶硅是生产太阳能光伏产品和半导体产品的主要原材料。丘克拉尔斯基(Czochralski，简称为Cz)法是单晶硅最常用的制备方法之一，高纯度固态多晶硅原料在晶体生成炉(单晶炉)内的坩埚中熔化形成熔体，下降籽晶使其与旋转坩埚中的熔体接触，然后，将籽晶缓慢拉出，熔体围绕籽晶凝固形成单晶硅棒。

传统的Cz单晶炉在完成一炉原料拉晶生产后，需要为新一炉的生产做很多繁杂的前期准备工作，包括停炉冷却、炉体清洁、备料、装料、抽真空、检漏、化料等工序。这些前期工序费时费力，严重制约着直拉式单晶硅的生产效率。另外，装填的多晶硅料(多为块状料)熔化后体积缩小，使得坩埚的利用率降低。为了提高坩埚的利用率，增大总体投料量，则需要向坩埚中多次重复加料。这也是降低拉晶成本的有效措施之一。目前，直拉式单晶硅生长的主流加料装置是副室内置式加料器。这种加料器由于单次加料量小(一般不超过30kg)，需要进行多次重复加料，人工操作繁杂且效率低下；且每次加料后都要进行抽真空处理，必须频繁进行副室隔离与净化，时间浪费严重，也增加了物料污染的风险。

为了满足增大总体投料量的要求并弥补内置式加料器的技术缺陷，已有专利公开向单晶炉输送多晶硅料的外部加料装置。申请公布号为CN1153230A的专利申请给出一种炉子用的固体物料供料系统，该供料系统的送料管可以有选择地改变送料管出口相对于坩埚顶部的径向位置，避免溅料，提高热能的利用率，但供料系统结构复杂，复杂的操纵机构存在物料堵塞的风险，并且送料管出口的定位难以精准控制。授权公告号为CN102312285B的专利提供一种用于单晶炉的外部连续投料机构，具有放料内管和放料外管，多晶硅料由放料内管输送至放料外管，这就限制了放料内管的内径，不适用于粒径较大的块状料；另外投料机构的整体高度较高，不利于投料操作，并且增加了操作安全隐患。申请公布号为CN106400105A的专利申请公开了外接投料装置的技术缺陷与专利CN102312285B类似，并且，多晶硅料的投料量和投料速度难以有效控制。

因此，为了增大总体投料量，降低拉晶成本，单晶炉炉外加料装置作为提高总体投料量的主要辅助工具，对其进行优化和改进显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料输送通路，可以实现根据需要随时对炉内进行投料的目的。

本发明的目的还在于提供一种具有上述物料输送通路的单晶炉外接物料供给装置，这种物料供给装置可以与单晶炉精准对接，实现多晶硅料投料速度和投料量的有效控制，可以降低物料供给装置的整体高度，易于加料操作，提高了加料操作的安全性和便利性，节省操作人员并缩短加料时间占比，降低制造成本。

本发明还提供了一种具有上述物料供给装置的晶体生长系统。

本发明所采用的一种技术方案是：物料输送通路，用于供物料在气密状态下从炉体外部转移至炉体内部，所述炉体内具有用于盛接所述物料的坩埚；所述物料输送通路包括投料通路和喂料通路，所述投料通路设置在炉体的内部并与所述坩埚相对，所述喂料通路可相对于所述投料通路延伸或撤回，所述喂料通路在延伸位置时穿过所述炉体并与所述投料通路相连通。