申请/专利权人：江苏协鑫软控设备科技发展有限公司

申请日：2017-02-20

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108458916B

主分类号：G01N1/44

分类号：G01N1/44

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2018.09.21#实质审查的生效;2018.08.28#公开

摘要：本发明涉及一种多晶硅检测采样设备，包括：支架；竖直固定于所述支架上的容纳管，用以容纳颗粒硅料，所述容纳管具有上端口；位于所述容纳管内的籽晶夹头以及一端连接于所述籽晶夹头、并由所述上端口延伸至所述容纳管外的上轴，所述籽晶夹头用以夹持单晶硅籽晶，使单晶硅籽晶位于所述颗粒硅料的上方；设置于所述容纳管的外侧壁、且对应所述单晶硅籽晶所在位置的加热机构，用于对所述单晶硅籽晶进行加热，使单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状，以将与单晶硅籽晶的下端面接触的颗粒硅料吸附至单晶硅籽晶的表面。上述多晶硅检测采样设备能够使对颗粒硅料进行提样，以备后续对该颗粒硅料进行纯度检测。

主权项：1.一种多晶硅检测采样设备，其特征在于，包括：支架；竖直固定于所述支架上的容纳管，用以容纳颗粒硅料，所述容纳管具有上端口；位于所述容纳管内的籽晶夹头以及一端连接于所述籽晶夹头、并由所述上端口延伸至所述容纳管外的上轴，所述籽晶夹头用以夹持单晶硅籽晶，使单晶硅籽晶位于所述颗粒硅料的上方；设置于所述容纳管的外侧壁的加热机构，用于对所述单晶硅籽晶进行加热，使单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状，以将与单晶硅籽晶的下端面接触的颗粒硅料吸附至单晶硅籽晶的表面。

全文数据：多晶硅检测采样设备技术领域[0001]本发明涉及多晶硅制造设备，特别是涉及多晶硅检测采样设备。背景技术[0002]随着多晶硅生产技术的发展，目前的多晶硅产品主要是颗粒和粉状形式，颗粒硅直径大部分在〇.l-3mm左右，硅纯度在99.999%以上。而颗粒状多晶硅的成份检测是产品生产过程中质量掌握的重要手段。[0003]传统的多晶硅成份检测方法主要是针对西门子法还原炉生产的较密实的多晶硅棒料，产品需要检测取样时需要取一段长度，直径在50-200mm之间的多晶硅棒料，采用金刚石空心筒状钻头在颗粒硅料棒中平行与硅芯的方向的取一根直径在10-30mm之间的硅料棒作为硅成份分析的制样，钻取出的样品经过研磨、抛光后按照多晶硅中基硼基磷含量的检测方法进行检测。[0004]而颗粒状多晶硅由于产品是颗粒状无法采取上述方法进行样品制备，所以不能直接采用上述传统的多晶硅检测设备及方法进行分析检测，需要采用一种新型的颗粒状多晶硅采样设备对其进行采样。发明内容[0005]基于此，有必要针对现有的设备无法有效地对颗粒状多晶硅有效地采样的问题，提供一种可以有效对颗粒状多晶硅有效地采样检测的多晶硅检测采样设备。[0006]一种多晶硅检测采样设备，包括：[0007]支架；[0008]竖直固定于所述支架上的容纳管，用以容纳颗粒硅料，所述容纳管具有上端口；[0009]位于所述容纳管内的籽晶夹头以及一端连接于所述籽晶夹头、并由所述上端口延伸至所述容纳管外的上轴，所述籽晶夹头用以夹持单晶硅籽晶，使单晶硅籽晶位于所述颗粒硅料的上方；[0010]设置于所述容纳管的外侧壁、且对应所述单晶硅籽晶所在位置的加热机构，用于对所述单晶硅籽晶进行加热，使单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状，以将与单晶硅籽晶的下端面接触的颗粒硅料吸附至单晶硅籽晶的表面。[0011]上述多晶硅检测采样设备能够使对颗粒硅料进行制样，以备后续对该颗粒硅料进行纯度检测。[0012]在其中一个实施方式中，所述多晶硅检测采样设备还包括：[0013]与所述加热机构连接的升降机构，用以调节所述加热机构沿所述容纳管的外侧壁移动。[0014]在其中一个实施方式中，所述加热机构包括：[0015]套设于所述容纳管外侧壁的环形预热件及高频线圈，所述环形预热件用以对所述单晶硅籽晶加热至导电温度，所述高频线圈用以对该单晶硅籽晶进一步加热至单晶硅籽晶的卜粞凹格酏成欣洞肌。[0016]在其中=个实施方式中，所述多晶硅采样设备还包括：_7]与臟高__接的第—升降单元，腦调节臟高频线圈的高度。[0018]在其中一个实施方式中，所述第一升降单元包括：[0019]电机：[0020]由所述电机驱动升降的升降杆，用以带动所述高频线圈上下移动。[0021]在其中一个实施方式中，所述多晶硅采样设备还包括：[0022]与所述预热件连接的第二升降单元，用以调节所述预热件的高度。[0023]在其中一个实施方式中，所述高频线圈位于所述环形预热件的下侧，所述高频线圈与所述环形预热件的间隔距离为5-8mm。[0024]在其中一个实施方式中，所述容纳管还具有下端口，多晶硅检测采样设备还包括：[0025]位于所述容纳管内的活塞以及一端连接于所述活塞，并由所述下端口延伸至容纳管外的下轴，所述活塞承载颗粒硅料，并带动所述颗粒硅料在所述容纳管内上下移动。[0026]在其中一个实施方式中，所述多晶硅检测采样设备还包括：[0027]下底座，用以密封所述下端口。[0028]其中一个实施方式中，所述多晶硅检测采样设备还包括:上盖，用以密封所述上端□〇附图说明[0029]图1为本发明一优选实施方式的多晶硅检测采样设备的结构示意图。具体实施方式[0030]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0031]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。[0032]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0033]本发明公开了一种多晶硅检测采样设备100,该多晶硅检测采样设备100用于在颗粒硅料制备过程中，需要对颗粒硅料的纯度检测时，对颗粒硅料进行取样。[0034]具体地，如图1所示，上述多晶硅检测采样设备100包括支架110,竖直固定于所述支架上的容纳管120,位于所述容纳管120内的籽晶夹头130以及一端连接于所述籽晶夹头130、并由所述上端口延伸至所述容纳管外的上轴140,设置于所述容纳管120的外侧壁、且对应所述单晶硅籽晶所在位置的加热机构150。[0035]上述容纳管120用以容纳颗粒硅料，其中该容纳管120具有上端口121，颗粒硅料可以通过该上端口121放置在容纳管120的底部。上述耔晶夹头130设置于上述放置在容纳管120底部的颗粒硅料120的上方，其该籽晶夹头130用以夹持单晶硅籽晶，使单晶硅籽晶位于所述颗粒硅料的上方。上轴140用以使上述籽晶夹头130能够在容纳管120内位置固定，除此之外，上轴140还可以调节上述籽晶夹头130在容纳管120内的位置。[0036]上述加热机构150用以对上述单晶硅籽晶进行加热，使单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状，以将与单晶硅籽晶的下端面接触的颗粒硅料吸附至单晶硅籽晶的表面。[0037]具体地，上述加热机构150包括套设于上述容纳管120外侧壁的环形预热件151及高频线圈152。[0038]其中，上述环形预热件151是一圆环形结构，其套设在上述容纳管120的外侧壁，且对应上述单晶硅籽晶所在位置，用以对所述单晶硅籽晶加热至导电温度，详细地说，上述单晶硅籽晶为半导体结构，本实施方式中，当该单晶硅籽晶低于800-1000°C左右的温度时，该单晶硅籽晶是绝缘状态，当该单晶硅籽晶高于800_1000°C左右的温度时，该单晶硅籽晶是导电状态。首先上述环形预热件151对该单晶硅籽晶进行加热，直至该单晶硅籽晶加热至800°C左右，此时，该单晶硅籽晶由绝缘状态转变为状态导电温度。接着，上述高频线圈152利用自身产生高密度的磁力线，使单晶硅籽晶内部的电子因移动产生热量，进而对单晶硅籽晶进一步加热，直至将该单晶硅籽晶使单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状。此时，可以通过上轴140调节上述单晶硅籽晶接近并接触颗粒硅料，颗粒硅接触到单晶硅籽晶下端的熔化液滴并熔化被液滴的表面张力吸附到液滴上，进而实现使颗粒硅料生长至单晶硅籽晶上，实现采样。[0039]一般地，上述高频线圈152位于所述环形预热件151的下侧，且高频线圈152与上述环形预热件151的间隔距离为5-8mm。[0040]上述多晶硅检测采样设备100还包括升降机构，该升降机构与上述加热机构150连接，用以调节所述加热机构沿所述容纳管的外侧壁移动，以调节加热机构150的上述环形预热件151及高频线圈152与上述单晶硅籽晶的相对位置。[0041]具体地，上述升降机构包括第一升降单元161，该第一升降单元161与所述高频线圈152连接，用以调节所述高频线圈152的高度，使上述高频线圈152始终位于接近单晶硅籽晶所在的位置。更详细地说，上述第一升降单元161包括电机1611及与由电机1611驱动升降的升降杆1612,该升降杆1612带动上述高频线圈152沿容纳管120的外侧壁上下移动。[0042]上述升降机构包括第二升降单元162,该第一升降单元162与环形预热件151连接，用以调节该环形预热件151的高度，使上述环形预热件151位于接近单晶硅籽晶所在的位置对单晶硅籽晶进行预加热。更详细地说，上述第二升降单元162包括升降连杆，通过调节该升降连杆调节环形预热件151的高度，当无需环形预热件151加热时，通过升降连杆调节环形预热件151远离上述高频线圈152。工作人员可以通过手动升降连杆、也可通过其它方式升降连杆，如电机、气缸等，本发明对此不作限定。[0043]上述容纳管120还具有下端口122,该多晶硅检测采样设备100还包括活塞170、一端连接于所述活塞170、并由所述下端口122延伸至容纳管外的下轴180,颗粒硅料位于上述活塞170之上，所述活塞170承载颗粒硅料，下轴180带动活塞170、进而带动所述颗粒硅料在所述容纳管120内上下移动。[0044]由所述下端口121进入容纳管12〇的进气管191，用以使保护气体由该进气管进入所述容纳管内；由所述上端口121进入容纳管的排气管192,用以使容纳管内的气体由该出气管排出容纳管外。下底座13和上盖2内孔里安装有0型密封圈起到密封作用，在设备工作时从进行管1奶通入氩气，在石英玻璃管内氩气通过下轴活塞170、吹动颗粒硅料，最后经过排气管192排出设备外，以起到置换空气、熔化时保护熔硅不被氧化作用。[0045]上述多晶硅检测采样设备100还包括设置于上述下端口122附近的底座123及设置于上述上端口121附近的上盖124,该底座123用以密封上述下端口122,并且该底座123还具有固定容纳管120的作用；上述上盖124用以密封上述上端口121。[0046]本实施方式中的上述容纳管120—般为石英玻璃管，也可为其它材质的容纳管，本发明对此不作限定。[0047]上述多晶硅检测采样设备100能够使对颗粒硅料进行制样，以备后续对该颗粒硅料进行纯度检测。[0048]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。[0049]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：1.一种多晶硅检测采样设备，其特征在于，包括：支架；竖直固定于所述支架上的容纳管，用以容纳颗粒硅料，所述容纳管具有上端口；位于所述容纳管内的籽晶夹头以及一端连接于所述籽晶夹头、并由所述上端口延伸至所述容纳管外的上轴，所述籽晶夹头用以夹持单晶硅籽晶，使单晶硅籽晶位于所述颗粒硅料的上方；设置于所述容纳管的外侧壁的加热机构，用于对所述单晶硅籽晶进行加热，使单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状，以将与单晶娃籽晶的下端面接触的颗粒娃料吸附至单晶硅籽晶的表面。2.根据权利要求1所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述多晶硅检测采样设备还包括：与所述加热机构连接的升降机构，用以调节所述加热机构沿所述容纳管的外侧壁移动。3.根据权利要求1所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述加热机构包括：套设于所述容纳管外侧壁的环形预热件及高频线圈，所述环形预热件用以对所述单晶硅籽晶加热至导电温度，所述高频线圈用以对该单晶硅籽晶进一步加热至单晶硅籽晶的下端面熔融成液滴状。4.根据权利要求3所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述多晶硅采样设备还包括：与所述高频线圈连接的第一升降单元，用以调节所述高频线圈的高度。5.根据权利要求4所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述第一升降单元包括：电机：由所述电机驱动升降的升降杆，用以带动所述高频线圈上下移动。6.根据权利要求4所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述多晶硅采样设备还包括：与所述预热件连接的第二升降单元，用以调节所述预热件的高度。7.根据权利要求3所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述高频线圈位于所述环形预热件的下侧，所述高频线圈与所述环形预热件的间隔距离为8.根据权利要求1所述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述容纳管还具有下端口，多晶硅检测采样设备还包括：位于所述容纳管内的活塞以及一端连接于所述活塞，并由所述下端口延伸至容纳管外的下轴，所述活塞承载颗粒硅料，并带动所述颗粒硅料在所述容纳管内上下移动。9.根据权利要求8述的多晶硅检测采样设备，其特征在于，所述多晶硅检测采样设备还包括：下底座，用以密封所述下端口。10.根据权利要求1的多晶硅检测采集设备，其特征在于，上盖，用以密封所述上端口。

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