一种用于掺杂锗单晶体掺杂剂的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于掺杂锗单晶体掺杂剂的装置，包括漏斗体，漏斗体的漏斗进口端设置有漏斗盖，漏斗体的漏斗出口端与掺杂管连接，掺杂管沿炉盖掺杂口设置并固定在传动机构的移动座上，掺杂管上设置有进料球阀，移动座通过波纹管与炉体上的安装座密封连接，波纹管将掺杂管与外界隔离，移动座与传动机构连接。本发明专利技术的结构简单，便于操作，容易维护，制作成本低，能够方便地定量加入掺杂剂，对现行锗单晶生长新工艺要求不苛刻，满足其工艺要求。实现了预定特殊电学特性的锗单晶生产，扩展锗单晶体的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体电子专用设备
，涉及一种用于掺杂锗单晶体 掺杂剂的装置。
技术介绍
锗单晶是一种重要的半导体材料，是红外探测器、激光测距仪、热成像 仪、红外扫描电镜的重要光学部件，它是信息产业和国防科技事业不可或缺 的重要材料和战略物资。为了扩展锗单晶的新的用途，得到具有预定的电学 特性的锗单晶，需要在锗单晶的生产过程中痕量掺入一些特殊的掺杂剂(比 如一种非半导体元素、合金或化合物)，这样就需要一种掺杂装置，既能够 实现精密的掺杂过程控制，又能够在掺杂过程中保持与外界的完全隔离，以 免影响锗单晶的质量和掺杂后的预定的电学特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于掺杂锗单晶体掺杂剂的装置，在锗单晶生 长过程中实现精密的掺杂过程控制，从而获得预定电学特性的锗单晶。本专利技术所采用的技术方案是， 一种用于掺杂锗单晶体掺杂剂的装置，包 括漏斗体，漏斗体的漏斗进口端设置有漏斗盖，漏斗体的漏斗出口端与掺杂 管连接，掺杂管沿炉盖掺杂口设置并固定在传动机构的移动座上，掺杂管上 设置有进料球阀，移动座通过波纹管与炉体上的安装座密封连接，波纹管将 掺杂管与外界隔离，移动座与传动机构连接。漏斗体的漏斗盖上设置有锁紧螺杆，漏斗体的侧壁设置有进气球阀和单向阀。传动机构包括丝杠传动部分，丝杠传动部分通过传送带与锥齿轮传动部 分连接。丝杠传动部分包括丝杠座，丝杠座与移动座连接，丝杠座套装在导柱上， 丝杠座通过丝杠副与丝杠连接，丝杠和导柱的两端安装在外罩上，外罩安装 在炉体上的安装座上，丝杠与带轮b连接，带轮b通过传送带与锥齿轮传动部分的带轮a连接。锥齿轮传动部分包括带轮a，带轮a与锥齿轮b连接，锥齿轮b与锥齿 轮a连接，锥齿轮a与手轮连接，手轮上设置有锁紧轴。本专利技术的有益效果是，结构简单，容易操作，实现了预定电学特性的锗 单晶体掺杂剂的精密过程控制，从而获得预定电学特性锗单晶，扩展了锗单 晶体的应用范围。 附图说明图1是本专利技术一个实施例的结构示意图； 图2是图1实施例的漏斗体的结构示意图； 图3是图1实施例的传动机构的结构示意图4a是图1实施例的传动机构的工作示意图；图4b是整个传动机构运 动上下限位的结构示意图5是本荩明实施例的波纹管的结构示意图。图中，1、掺杂管，2、炉盖掺杂口， 3、安装座，4、锥齿轮a， 5、锥齿 轮b， 6、手轮，7、锁紧轴，8、波纹管，9、移动座，10、进料球阀，11、 进气球阀，12、漏斗体，13、单向阀，14、真空压力表，15、观察口， 16、 丝杠，17、外罩，18、导柱，19、丝杠座，20、掺杂剂，21、带轮a， 22、传送带，23、带轮b ， 24、上限位，25、下限位，26、漏斗盖，27、丝杠副，28、锁紧螺杆。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。当制作具有预定的电学特性的锗单晶时，在拉晶过程中需要掺杂特定的 掺杂剂，需要使用掺杂管沿一定的方向伸至液面上方位置，然后加入掺杂剂， 这个过程不能将空气带入炉内，这就需要在掺杂前将掺杂剂中的空气赶出或 抽空，因此必须采用一个特殊的漏斗体完成这个功能；其次，掺杂管需要一 组传动机构实现其伸入、退回的动作，本专利技术采用了一组锥齿轮传动(未考 虑采用蜗轮蜗杆机构，因为其传动比大导致系统移动速度太慢)、 一组带轮 传动和一组大导程丝杠传动来实现这个运动方式，当拉晶时炉内压力远远低 于大气压，为防止整个系统在负压作用下向炉内运动，需在传动机构设置一 个锁紧装置；由于掺杂装置必须轻巧方便，掺杂又是一个非频繁操作的工艺 步骤，故采用手动驱动的方式来实现；为了在运动过程中保持整个系统内部 的真空状态，本专利技术装置采用了波纹管来密封整个运动轨迹。图l是本专利技术的一个实施例结构示意图。包括漏斗体12，漏斗体12的 漏斗进口端设置有漏斗盖26，漏斗体12的漏斗出口端与掺杂管1连接，掺 杂管1沿炉盖掺杂口 2设置并固定在传动机构的移动座9上，掺杂管1上设 置有进料球阀10，移动座9通过波纹管8与固定在炉盖掺杂口 2上的安装座 3密封连接，波纹管8将掺杂管1与外界隔离，炉盖掺杂口 2固定在炉体上； 移动座9与传动机构的丝杠座19连接。掺杂管1沿炉盖掺杂口 2安装，可 以随着移动座9沿炉盖掺杂口 2上下移动。图2是图1实施例的漏斗体的结构示意图。该漏斗体12的侧壁设置有充入N2的进气球阀11和起溢流作用的单向阀13;漏斗体12的侧壁还设置有真空压力表14，在漏斗盖26上设置有观察口 15，用来观察漏斗内的掺杂 剂20的状况，漏斗盖26上还设置有一个锁紧螺杆28，用来加强漏斗盖26 的密封性；掺杂管1上设置进料球阀10，掺杂管1固定在移动座9上，整个 漏斗体12可以随移动座9向下移动，掾杂管1伸进炉内后，打开进料球阀 10，完成掺杂剂20的掺杂；然后关闭进料球阀IO，掺杂管1随移动座9上 移完成退出。图3是图1实施例的传动机构的结构示意图。传动机构包括丝杠传动部 分，丝杠传动部分通过传送带22与锥齿轮传动部分连接。丝杠传动部分的丝杠座19套装在导柱18上，丝杠座19并通过丝杠副 27与丝杠16连接，丝杠16和导柱18固定安装在外罩17中，外罩17与安 装座3固定连接，外罩17上还安装有锥齿轮传动部分。移动座9与丝杠座19连接，丝杠座19通过丝杠副27与丝杠16连接， 并随着丝杠16的转动，丝杠座19带动移动座9上下运动。丝杠16采用大 导程丝杠，丝杠16依次通过带轮b23、传送带22与锥齿轮传动部分的带轮 a21连接。锥齿轮传动部分包括带轮a21，带轮a21与锥齿轮b5连接，锥齿轮b5 与锥齿轮a4连接，锥齿轮a4与手轮6连接，手轮6上设置有锁紧轴7。锁 紧轴7用来将手轮6锁紧，防止传动机构带动掺杂管1向下移动。图4a是图1实施例的传动机构的工作示意图。人工转动手轮6，整个锥 齿轮传动部分带动丝杠传动部分上下移动，再带动移动座9上下移动，掺杂 管1就可以完成掺杂和退出的工作。图4b是整个传动机构上下运动限位的 示意图，在外罩17中设置的上限位24和下限位25，用来限制传动机构的上下行程。图中为掺杂管l进行惨杂时的位置，处于最下限位位置。图5是本专利技术实施例的波纹管的结构示意图。波纹管8的一端与移动座 9连接，波纹管8的另一端与安装座3连接，波纹管8的作用是防止空气的 进入，将移动座9和安装座3密封连接起来，将掺杂管1与外界隔离开来。 因此，无论掺杂管1以及移动座9随着丝杠座19上下如何运动，炉盖掺杂 口2都不会进入空气，都可以在掺杂的全过程保持单晶炉内的真空状态，确 保锗单晶制作的质量。本专利技术装置的具体操作过程是1、 添装掺杂剂关闭进料球阀IO和进气球阀11，打开漏斗盖26，加 入小颗粒状的掺杂剂20至漏斗体12内，合上漏斗盖12用锁紧螺杆28拉紧 密封，打开进气球阀11充入N2使漏斗体12内的空气从单向阀13充分排出， 关闭进气球阀ll。 ，2、 移动至液面上方打开锁紧轴7，转动手轮6，使整个传动机构带动 漏斗体12沿导柱18向炉内运动，整个传动机构运动至下限位25停止，此 时掺杂管1从炉盖掺杂口 2进入炉内刚好接近单晶液面。3、 掺杂打开进料球阀10，掺杂剂20在重力作用下沿掺杂管1滑入坩 埚内，若有少部分掺杂剂20卡住无法下滑，可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于掺杂锗单晶体掺杂剂的装置，其特征在于，包括漏斗体（１２），漏斗体（１２）的漏斗进口端设置有漏斗盖（２６），漏斗体（１２）的漏斗出口端与掺杂管（１）连接，掺杂管（１）沿炉盖掺杂口（２）设置并固定在传动机构的移动座（９）上，掺杂管（１）上设置有进料球阀（１０），移动座（９）通过波纹管（８）与炉体上的安装座（３）密封连接，波纹管（８）将掺杂管（１）与外界隔离，移动座（９）与传动机构连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，原洛渭，
申请(专利权)人：西安理工晶体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]