專利名稱：用于連續(xù)補(bǔ)給熔料的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生長空心管狀結(jié)晶體的設(shè)備，尤其涉及用于將固體硅粒在生長過程之前和/或之中輸送到生長晶體設(shè)備的坩堝中的裝置。
眾所周知，美國專利US4，544，528披露的那種用以生長空心管狀結(jié)晶體類型的設(shè)備，包括一坩堝，用以盛裝熔硅，形成生長晶體的給料。以前，熔料的補(bǔ)給是分批的，而不是可避免對系統(tǒng)造成熱沖擊從而避免災(zāi)難性地中止晶體生長過程的連續(xù)補(bǔ)給。看來這樣的批料補(bǔ)給方式將硅粒添加到熔體中是相當(dāng)慢、又是低效率的。
為克服與批料補(bǔ)給有關(guān)的問題，改進(jìn)了一種連續(xù)補(bǔ)給熔料的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在美國專利US4，661，324(1987年4月28日公開，署名為Sink等)描述了這種系統(tǒng)(下稱324專利)。該324專利的系統(tǒng)包括(1)一個管道，它穿過坩堝并收尾于熔爐內(nèi)側(cè)后加熱器內(nèi)部的拉模頂部之上，以及(2)一個碎屑推進(jìn)裝置，它連到管道與形狀不規(guī)則的固體硅粒的一來源。把硅粒供給該碎屑推進(jìn)裝置，周期性地迫使一預(yù)定體積的顆粒通過管道進(jìn)入內(nèi)側(cè)后加熱器的內(nèi)部。然后，在重力的吸引下，使這些碎屑落入熔體中。
可惜，324專利的這種系統(tǒng)有幾個問題。第一，因系統(tǒng)的碎屑推進(jìn)裝置部分有大量的機(jī)械零部件，以及因該碎屑推進(jìn)裝置總是輸送磨料(即形狀不規(guī)則的固體硅粒)，碎屑推進(jìn)裝置會出故障。第二，這些研磨的硅粒會侵蝕或磨出碎屑推進(jìn)裝置金屬零部件的細(xì)屑，這些細(xì)屑將與硅料一起被送入熔體中。這些金屬細(xì)屑會沾污熔體。第三，一預(yù)定的形狀不規(guī)則的硅粒體積的重量從一種顆粒體積變成下一個顆粒體積，這依賴于碎屑自身相互間的取向如何，以及因該碎屑推進(jìn)裝置推出一預(yù)定的體積(而非重量)的顆粒進(jìn)入熔爐，所以的確不可能重復(fù)地將一預(yù)定的重量的碎屑添加到熔爐中去。為把熱漂移盡量縮小到所需的水平，以維持基本連續(xù)的晶體生長過程，當(dāng)用形狀不規(guī)則的硅粒作為進(jìn)給原料時，總是將預(yù)定的重量的顆粒添加到熔體中，是十分重要的?；谏鲜鲋该鞯睦碛桑@種碎屑推進(jìn)裝置系統(tǒng)就不可能重復(fù)地將這樣的一種形狀不規(guī)則的顆粒以預(yù)定的重量供給到熔體中。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于生長中空、管狀結(jié)晶體的設(shè)備中，能將硅熔料高可靠又不致無意中將污染物加到熔體中的連續(xù)補(bǔ)給系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用在生長中空、管狀結(jié)晶體的設(shè)備中，在一定程度上不致出現(xiàn)對熔體不可接受的很大熱沖擊或擾動。
為達(dá)到這些以及其他目的，采用一種能將硅熔料連續(xù)地補(bǔ)給到晶體熔爐坩堝里的系統(tǒng)，即美國專利US4，544，528中Stormont等所披露的那種類型的系統(tǒng)。對其改進(jìn)包括一個穿過坩堝并收尾于熔爐內(nèi)側(cè)后加熱器內(nèi)部的拉模頂端之上的管道。該系統(tǒng)還包括一個容器，用以貯存預(yù)定直徑的球形固體硅粒，一個與管道及該容器相連的收受室，以及一個也和收受室連接的高壓氣體噴射管。一個顆粒發(fā)放器，它有一個振動器，一個第二高壓氣體噴管，或一些其它裝置，用以造成硅粒從容器到收受室的移動。借助于高壓氣體噴管，迫使收受室中的硅粒通過管道進(jìn)入在坩堝正上方的晶體生長爐內(nèi)側(cè)后加熱器的內(nèi)部。隨后，硅粒在重力吸引下落入坩堝盛裝的熔體中。為了偏轉(zhuǎn)發(fā)射自管道的硅粒，使之以基本上均勻的模式分布于熔體表面，在晶體生長爐中管道上端的正上方最好安裝一個轉(zhuǎn)向器，因而使坩堝中出現(xiàn)的液流或熱沖擊將減至最小。
為了更完全理解本發(fā)明的特征和目的，將參照附圖作如下的詳細(xì)描述。


圖1是晶體生長爐的剖面?zhèn)纫晥D，為與本發(fā)明的硅給料系統(tǒng)一起使用而設(shè)計。
圖2是本發(fā)明的硅給料系統(tǒng)的剖面?zhèn)纫暵詧D。
參看圖1和2，本發(fā)明指的是系統(tǒng)18，用以把固體硅球粒連續(xù)地的供給美國專利US4，544，528(下稱528專利)所公開的那種生長空心管形結(jié)晶體類型的設(shè)備20中的坩堝，這兒本專利已加以引證結(jié)合。
設(shè)備20包括爐殼22，其中配置有坩堝24，以及內(nèi)、外側(cè)后加熱器26和28。坩堝24同心配置于爐殼22中，為一低矮、中空、上部開口的正棱柱體或正圓筒體。內(nèi)后加熱器26具有一個空心的內(nèi)側(cè)30和一個密封內(nèi)后加熱器頂端的頂板32。內(nèi)后加熱器26的底部有開口，并直接安裝在坩堝24的上方，因此內(nèi)后加熱器的內(nèi)側(cè)30與該坩堝的內(nèi)部相連。內(nèi)后加熱器26就位于外后加熱器28的內(nèi)空心部。
設(shè)備20還包括一個毛細(xì)管拉模34，一個襯托器36以及一個籽晶安裝件38，所有這些都裝在爐殼22內(nèi)。最好，毛細(xì)管拉模34是坩堝24側(cè)壁整體的一部分。拉模34的端面40的形狀與尺寸是經(jīng)選擇的，以能控制晶體生長的形狀和大小。襯托器36為一低矮、中空、上部開口的圓筒或棱柱體，尺寸與坩堝24適配。襯托器36可以是拉模/坩堝部件整體的一部分。籽晶安裝件38包括一個籽晶夾持器42和一個籽晶44。籽晶安裝件38連到提拉機(jī)構(gòu)39上，以適應(yīng)于軸向?qū)⒆丫A持器42移向或離開拉模34。
設(shè)備20還有一個靠近坩堝24環(huán)繞爐殼22的射頻加熱線圈46。加熱線圈46將坩堝里的硅保持在熔融狀態(tài)。
眾所周知，通過裝著的籽晶44與拉模端面40相接觸，而后提拉籽晶離開該拉模端面，以便在籽晶與拉模端面間形成一彎液面而生長結(jié)晶體。一旦該籽晶被拉離開拉模端面，最密接于籽晶的彎液面部位就固化。如果籽晶逐漸進(jìn)一步拉離拉模，由于毛細(xì)管作用將驅(qū)使新的熔硅吸引到拉模端面上，且熔硅又出現(xiàn)于附著在籽晶已硬化為固態(tài)硅的彎液面處，結(jié)果是形成一個伸長的結(jié)晶體。
在更詳細(xì)描述設(shè)備20的結(jié)構(gòu)與操作方面，可參看528專利。
為達(dá)到本發(fā)明的目的，經(jīng)改進(jìn)了的設(shè)備20包括一個具有中心膛62的管道60。管道60依次通過爐殼22襯托器36以及坩堝24的底壁，如圖1所示。管道60的內(nèi)徑稍大于由本發(fā)明的系統(tǒng)18供給的最大硅粒的外徑(如下文所討論的)最好，管道60由融凝石英制造。管道60配置在坩堝24的中央而尺寸是這樣定的，它的頂端64延伸進(jìn)入內(nèi)后加熱器26的內(nèi)部30，當(dāng)坩堝裝滿時，要稍稍高于坩堝24盛裝的熔體的頂面。因此，管道60提供一條從低于設(shè)備20的區(qū)域向上穿過坩堝24的底壁進(jìn)入內(nèi)后加熱器的內(nèi)部30的通路。一種凸圓錐形的轉(zhuǎn)向器66最好固定在頂板32的下表面上，正好在管道60的頂端64上方，使轉(zhuǎn)向器的頂點(diǎn)67與中心膛62共軸對準(zhǔn)。
其他方面，圖1所示的晶體生長爐與528專利所描述的生長爐一樣。
硅給料系統(tǒng)18包括一貯存固體硅顆粒的空心容器70，顆粒72為球形，其外徑最好為1mm，偏差±1/2mm。這樣一來，各顆粒72的重量和體積大致相等。
容器70有一個開口74，位于容器底部，通過開口將顆粒72從容器中發(fā)放出去，而通過頂部開口端76把顆粒72送到容器中。如下文所述，為密閉開口端76，容器70可選用一蓋子78(圖2中為虛線)。
系統(tǒng)18進(jìn)一步包括一個與容器70相連的顆粒發(fā)放器80，用以造成貯存于容器內(nèi)的硅粒72經(jīng)開口74排出容器。更為可取的是，顆粒發(fā)放器80包括一個增壓流體源，如氬氣，加壓于容器70的內(nèi)部，以迫使顆粒72從開口74處出來。當(dāng)顆粒發(fā)放器80由一增壓流體源構(gòu)成時，容器70應(yīng)有蓋子78或其它設(shè)計好的部件，以便容許對容器的內(nèi)部適當(dāng)加壓。換個辦法，顆粒發(fā)放器80可以包括一個振動器，用以引起容器70的振動，使顆粒72移向開口74處，由于相鄰顆粒的吸力和重量的綜合作用，顆粒就通過了開口74。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解的，顆粒發(fā)放器80還可包含其它引起顆粒72經(jīng)開口74排出容器70的裝置。
系統(tǒng)18還包括一個中空收受室82。后者有一個頂部通孔84、一個下通孔86以及一個側(cè)口88。收受室82在頂部通孔處與管道60固定，使中心膛62與收受室的內(nèi)部相連通。管道60的下端最好向下伸入收受室82，如圖所示。收受室82的位置與容器70相對固定，其側(cè)口88的位置要適當(dāng)?shù)陀谌萜鏖_口74一段距離(下面加以討論)。更可取的是，收受室82的底部朝下通孔向中心逐漸變細(xì)，以便收受室中存在的硅粒72匯集于下通孔86處。收受室82最好由非金屬材料制造，例如塑料，該材料不易被硅粒72侵蝕或磨損。
系統(tǒng)18有一個空心管90，其開口74被固定到容器70上，其側(cè)口88也被固定到收受室82上，以提供一條從容器70內(nèi)部，經(jīng)開口74，管路90及側(cè)口88進(jìn)入收受室82內(nèi)的連續(xù)通道。容器70高于收受室82一段可選定的距離，使管路90向下傾斜一個相當(dāng)陡的角度，例如從容器70到收受室82與水平成45°。管路90最好由不易受粒子72侵蝕的非金屬材料制造。
系統(tǒng)18還包括進(jìn)氣通道96，通向與收受室82的下通孔86相連的管子94，以便與收受室的內(nèi)部相通，進(jìn)氣通道96連到增壓流體源(未示出)，例如加壓下的氬氣源。管子94導(dǎo)引增壓流體的氣流向上經(jīng)下通孔86進(jìn)入收受室82內(nèi)。理想的是根據(jù)管子94的尺寸在收受室82的下通孔86的正下方設(shè)置一個節(jié)流孔98，以提高流體射入收受室82的速度。
經(jīng)由通道96進(jìn)入的氣體的容積流量率，節(jié)流孔98(若設(shè)置的話)的尺寸，收受室82下通孔86與管道60的頂端64之間的垂直距離，以及管道60的頂端64和轉(zhuǎn)向器66的頂點(diǎn)67間的垂直距是經(jīng)選擇的，以保證收受室82中的顆粒72(由上文知道，各顆粒有著基本一致的已知重量)被管子94所供的氣流所攜帶，并被驅(qū)趕向上通過管道60，以足夠的力量碰觸安置在內(nèi)后加熱器26的內(nèi)部30上的轉(zhuǎn)向器66。當(dāng)然，這些參數(shù)會隨顆粒72的重量與直徑的變化而改變，也隨參數(shù)的一項(xiàng)或多項(xiàng)的變化而改變其它參數(shù)。系統(tǒng)18在使用的實(shí)施例中，從氣源供給的氬氣，其氣壓約為20磅/平方吋，流過進(jìn)氣管道96容積流量率為5升/分STP(即溫度為℃及大氣壓為760mmHg)，節(jié)流孔98內(nèi)徑為0.031吋，管道60的頂端64至收受室82的下通孔86的垂直距離約為17吋，以及頂端64安裝在轉(zhuǎn)向器66的頂點(diǎn)67下約1.73吋。作為原料使用的球形硅粒的外徑為1mm+/-1/2mm。
關(guān)于本發(fā)明熔料補(bǔ)給系統(tǒng)18的使用，通過容器70頂部的開口76，將大量球形固體硅粒72，最好外徑約1+/-1/2mm的硅粒放入容器70。然后，使增壓流體的氣流，如氬氣流過進(jìn)氣通道96和管子94，向上通過下通孔86進(jìn)入收受室82。其時由于顆粒發(fā)放器80起作用，使硅粒72從容器70經(jīng)它的開口74被發(fā)送出去。當(dāng)顆粒發(fā)放器80包括增壓流體源時，應(yīng)在該顆粒發(fā)放器起作用前，將蓋板78固定到容器70上。通過開口74發(fā)送的顆粒72進(jìn)入管路90并向下滑行，在重力吸引下，通過管路與側(cè)口88進(jìn)入收受室82。
顆粒72一進(jìn)入收受室82，就沿著收受室82下部的向中心變細(xì)的器壁朝下滑向下通孔86。一旦顆粒72接近下通孔86，就會被帶入由管子94進(jìn)來的增壓液體的氣流中，從而該氣流攜帶著顆粒向上進(jìn)入并穿過管道60的中心膛62，再由管道的頂端64穿出。于是，顆粒72在內(nèi)后加熱器26之中繼續(xù)向上行進(jìn)直至接觸彈離轉(zhuǎn)向器66(若設(shè)置轉(zhuǎn)向器的話)，再落入熔體中。轉(zhuǎn)向器66使顆粒72均勻散布，基本上遍布整個熔體表面而進(jìn)入熔體。因此，可將在熔體中能造成對流與熱沖擊的局部冷卻區(qū)，災(zāi)難性地中斷晶體生長過程的現(xiàn)象減至最小程度。若不設(shè)置轉(zhuǎn)向器46，顆粒72僅僅彈離平板32的底面就落入熔體中。在某種情況下，不用轉(zhuǎn)向器66也能取得滿意的結(jié)果。
雖然意在熔料補(bǔ)給系統(tǒng)18要用球形硅珠來工作，但本系統(tǒng)也能用有特殊輪廓特點(diǎn)的不規(guī)則形狀的硅粒來工作。特別是，參數(shù)L/D約從1～1.2范圍的硅粒，?？蓾M意的用在本系統(tǒng)18中。參數(shù)L/D是指沿硅粒的長軸測量其長度，除以垂直于長軸伸延的軸測得的顆粒直徑。很清楚，對球形顆粒來說，參數(shù)L/D等于1，然而細(xì)長的顆粒，該參數(shù)L/D可能等于5或更大。
本發(fā)明熔料補(bǔ)給系統(tǒng)的重要優(yōu)點(diǎn)在于，利用與本系統(tǒng)相結(jié)合的晶體生長設(shè)備能生長相當(dāng)長的結(jié)晶體，是因結(jié)晶體生長的長度不受晶體生長設(shè)備的坩堝中所裝熔硅多少的限制之緣故。與此關(guān)連，本熔料補(bǔ)給系統(tǒng)還因能對熔體形成熱沖擊為最小的方式向熔體添加硅粒，便于生長很長的結(jié)晶體。如所周知，造成災(zāi)難性的晶體生長過程中斷的那樣幅度的熱沖擊的幾率會隨生長晶體長度而增大。出于成本和制造效率來考慮，生長比較長的結(jié)晶體是所希望的。
鑒于，在不脫離本發(fā)明包含的范圍內(nèi)，可對上述設(shè)備和方法作出某些改變，這意味著，上述的說明或附圖所示包含的所有技術(shù)主題只是為了作出直觀闡述，而不是一種限制。
權(quán)利要求
1.一種將固體硅粒送入用來生長空心管狀結(jié)晶體設(shè)備的系統(tǒng)，該設(shè)備包括一個盛裝硅熔體的坩堝，所說的坩堝有一個底壁，本系統(tǒng)包括用于貯存固體硅粒的貯料裝置；管道裝置，它連到所說的貯料裝置和所說的坩堝，以提供一條從所說的貯料裝置到所說的坩堝的通路，沿著該通路將在所說的貯料裝置中貯存的硅粒從所說的貯料裝置輸送到坩堝；以及給料裝置，用以將所說的貯料裝置中貯存的固體硅粒發(fā)送到所說的管道裝置并給所說的管道裝置，提供增壓流體氣流，以便借助于所說的增壓流體，使所說的管道裝置中的硅粒送入所說的坩堝中。
2.一種按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的管道裝置包括一個用以承受固體硅粒的收受室一個第一管道，它將所說貯料裝置與所說收受室相連;以及一個第二管道，它連到所說收受室并可與所說的坩堝連通。
3.一種按照權(quán)利要求2所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的收受室包括一徑向向中心變細(xì)的底部和一個在所說的底部把所說的收受室與所說給料裝置相連通的開口。
4.一種按照權(quán)利要求2所說的系統(tǒng)，其特征在于，貯料裝置高于所說的收受室，且所說的第一管道從所說的貯料裝置向下傾斜伸向收受室。
5.一種按照權(quán)利要求2所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的第二管道具有一個頂端，所說的第二管道的尺寸是這樣定的，使所說的第二管道可固定在所說的坩堝上，向上延伸穿過所說的坩堝的內(nèi)部，使所說的第二管道的頂端位于所說坩堝盛裝的熔硅的表面之上。
6.一種按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的給料裝置包括用于對所說貯料裝置加壓的裝置，促使所說的貯料裝置中貯存的固體硅粒進(jìn)入所說的管道裝置中。
7.一種按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的給料裝置還包括與所說的貯料裝置相連的振動裝置，用以造成所說的貯料裝置的振動，以便引起所說貯料裝置中貯存的固體硅粒移進(jìn)所說的管道裝置。
8.一種按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于，將管道裝置設(shè)計成與所說的坩堝聯(lián)結(jié)，使所說的通路伸到所說的坩堝中盛裝的熔體表面之上的一選定的位置為止。
9.一種按照權(quán)利要求8所說的系統(tǒng)，其特征在于，給料裝置促成所說的管道中的硅粒被輸送到高于所選定位置的地方。
10.一種按照權(quán)利要求9所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的系統(tǒng)進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)向裝置，用以偏轉(zhuǎn)輸送到所選定位置上方的所說地方的硅粒，使所說的硅粒進(jìn)入所說的熔體，以便將對所說的熔體的熱沖擊減至最小。
11.一種按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的增壓流體的氣流是一種惰性氣體的氣流。
12.一種按照權(quán)利要求1所說的系統(tǒng)，其特征在于，所說的貯料裝置包括一個具有底壁和內(nèi)腔的罐，用于貯存所說的固體硅粒，所說的罐還包括一個將所說內(nèi)膛同靠近與管道裝置相連的所說的底壁的開口。
13.一種將固體硅粒送入用來生長空心管狀結(jié)晶體設(shè)備的系統(tǒng)，該設(shè)備包括一個用來盛裝硅熔體的坩堝，所說的坩堝有一個底壁，該系統(tǒng)包括貯存固體硅粒的貯料裝置，所說貯料裝置包括一個具有底壁和內(nèi)腔的罐，用于貯存所說的固體硅粒，所說的罐還包括一個靠近所說底壁的開口，經(jīng)此開口能將所說的罐中貯存的硅粒從所說的罐中發(fā)送出去。管道系統(tǒng)，用以提供一條從所說貯料裝置到所說坩堝的通路，沿著此通路可把在所說貯料裝置中貯存的固體硅粒從所說的貯料裝置輸送到所說的坩堝中，所說的管道裝置包括(a)一個收受室，用以承受固體硅粒，(b)一個將所說貯料裝置與所說的收受室相連的第一管道，以及(c)一個即連到所說的收受室又連到所說的坩堝的第二管道，所說的收受室位置低于所說的罐，使得所說的第一管道從所說的窗口向下傾斜地伸向所說的收受室，所說的第二管道還包括一個位于所說的坩堝盛裝的熔體表面之上的選定位置的頂端;與所說容器的內(nèi)腔相連的發(fā)放裝置，促使所說的容器中的硅粒通過所說的開口并進(jìn)入所說的第一管道，所說的發(fā)放裝置有一個增壓氣體源;用于給所說的收受室提供增壓氣體氣流的給料裝置，在所說的收受室中氣體攜帶著固體硅粒，并將所說的被攜帶的硅粒運(yùn)送進(jìn)入并穿過所說的第二管道;以及在所說第二管道的頂端之上安裝的轉(zhuǎn)向裝置，用以偏轉(zhuǎn)被所說增壓氣體氣流所攜帶而通過所說的第二管道頂端的硅粒，以便使所說的硅粒能大體均勻地遍布于該坩堝盛裝的熔體的整個表面。
14.一種將固體硅粒送入用來生長空心管狀結(jié)晶體設(shè)備的系統(tǒng)，該設(shè)備包括一具有盛裝硅熔體的內(nèi)腔的坩堝，該系統(tǒng)包括一個具有內(nèi)腔和開口的罐，其內(nèi)腔用于貯存固體硅粒，經(jīng)其開口可從所說的罐中將其所貯存的硅粒發(fā)放出去。一個具有與所說的罐相連通的中空內(nèi)部的管道，使所說的罐的內(nèi)腔與所說的管道的空心內(nèi)部相連通，所說的管道還可連到所說的坩堝，使所說的坩堝的內(nèi)腔與所說管道的空心內(nèi)部相連通，后者具有這樣的形體，當(dāng)所說的管道固定于所說的坩堝上時，使它能延伸到所說的坩堝的內(nèi)腔中;一個與所說的罐相連通的第一增壓氣體源，使所說罐的所說內(nèi)腔增壓，一個與所說管道相連通的第二增壓氣體源，使之在所說管道中產(chǎn)生加壓氣體的氣流。
15.一種生長管狀、空心結(jié)晶體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一臺用于生長管狀、空心結(jié)晶體的設(shè)備，所說的設(shè)備包括一個坩堝，該坩堝具有(a)用以盛裝熔硅的內(nèi)腔，(b)一個頂端，以及(c)一個底端，所說的設(shè)備還包括從所說的底端下方，穿過所說的內(nèi)腔，延伸到所說的坩堝的頂端之上為止的空心管;貯存固體硅粒的貯料裝置;連通到所說的空心管和所說的貯料裝置的管道裝置，用以提供一條從所說的貯料裝置到所說的空心管的通路，沿著此通路能將所說的貯料裝置中貯存的固體硅粒從所說的貯料裝置輸送到所說的空心管;以及送料裝置，用以促使所說的貯料裝置中貯存的固體硅粒進(jìn)入所說的管道裝置，并且用以在所說的管道裝置中提供增壓流體氣流，以便造成由所說的增壓流體的氣流將所說管道裝置中的固體硅粒送入并通過所說空心管。
16.一種向生長著空心結(jié)晶體設(shè)備的坩堝中補(bǔ)給硅熔料的方法，本方法包括下列工藝步驟(1)提供一臺生長空心管狀結(jié)晶體的設(shè)備，所說的設(shè)備包括一個坩堝和空心管，所說的坩堝具有一盛裝硅熔體的內(nèi)腔，所說的空心管具有一位于所說的坩堝之下的下端，其中部延伸穿過所說的坩堝的內(nèi)腔，而頂端位于所說的坩堝中盛裝的熔硅的頂面之上;(2)提供一個系統(tǒng)，用來把固體、球狀的硅珠補(bǔ)給在所說的坩堝中的熔體，本系統(tǒng)包括(a)貯料裝置，用于貯存固體球狀硅珠;(b)管道裝置，連到所說貯料裝置且可連到所說的空心管，用以提供一條從所說貯料裝置到所說空心管的通路，沿此通路，能將在所說的貯料裝置中貯存的固體球狀硅珠從所說的貯料裝置輸送到所說的空心管，以及(c)給料裝置，用來將所說的貯料裝置中貯存的固體硅粒發(fā)放到所說的管道裝置以及用來在所說管道裝置中提供增壓氣體的氣流，以便在所說的管道裝置中攜帶固體硅粒以及把所說的被攜帶的硅粒，當(dāng)所說的管道裝置與所說的空心管相連通時，運(yùn)載進(jìn)入并穿過所說的空心管;(3)所說的管道裝置的一端與所說的空心管的下端相連通;(4)將預(yù)定直徑的固體球狀硅珠添加到所說的貯料裝置中;(5)在所說的管道裝置中提供預(yù)定壓力的增壓氣體的氣流噴向所說的管道裝置的一端;(6)將所說硅珠發(fā)放進(jìn)入所說的管道裝置;(7)在所說增壓氣體的氣流中攜帶所說硅珠，并把被所說的氣流攜帶的硅珠運(yùn)載進(jìn)入并穿過所說的空心管，而后將所說硅珠從所說的空心管的頂端口噴出，讓所說的硅珠落入所說的坩堝盛裝的所說熔體中。
17.一種按照權(quán)利要求16所說的方法，其中所說的步驟(6)包括對所說的貯料裝置加壓，以迫使在所說的貯料裝置中盛裝的所說的硅珠進(jìn)入所說的管道裝置中。
18.一種按照權(quán)利要求16所說的方法，其中所說的步驟(7)包括偏轉(zhuǎn)所說的從所說的空心管的頂端口噴出的硅珠，使所說的硅珠進(jìn)入所說的熔體的方式對所說熔體形成的熱沖擊將減到最小。
19.一種按照權(quán)利要求16所說的方法，其中所說的按步驟(4)加進(jìn)所說貯料裝置的所說硅珠的預(yù)定直徑與為1mm+/-1/2mm。
20.一種按照權(quán)利要求16所說的方法還包括步驟，接著所說步驟(6)，通過所說的管道裝置輸送從所說的貯料裝置發(fā)放來的所說硅珠，使之與所說增壓氣體的氣流相接觸。
全文摘要
一種將固體硅粒連續(xù)供給生長空心管狀結(jié)晶體設(shè)備的系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括貯存固體硅粒的容器，振動的、氣動的或其它裝置造成該顆粒通過容器下部開口排出；收受室與容器相連通，用來接收自容器發(fā)放來的顆粒；以及為在收受室提供增壓流體射流的裝置。后者與晶體生長設(shè)備的坩堝相連通，由一管道向上延伸通過坩堝的中心。操作時，硅粒從容器中被發(fā)放出來，進(jìn)入收受室，在此增壓流體的射流攜帶硅粒，并把硅粒推出收受室，經(jīng)管道而進(jìn)入晶體生長爐，得落到坩堝盛裝的熔硅中。
文檔編號C30B15/34GK1047541SQ90104389
公開日1990年12月5日 申請日期1990年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月24日
發(fā)明者加里·M·弗里德曼, 勞倫斯·L·佩列茨, 約翰·G·韋里斯 申請人:無比太陽能公司