一种单晶炉拉晶装置制造方法及图纸

本申请涉及单晶炉，尤其涉及一种单晶炉拉晶装置，包括：机架；外轴、内轴，夹持机构，夹持机构连接于外轴的底部，以及驱动机构包括：第一驱动组件，第一驱动组件固定于固定座上并作用于外轴，用于驱动外轴和内轴在第一方向上移动；第二驱动组件，第二驱动组件固定于移动座上并作用于内轴，用于独立驱动内轴在第一方向上移动；以及旋转驱动组件，旋转驱动组件固定于移动座上并作用于外轴，用于驱动外轴旋转。本申请采用内轴和外轴分别提升的方式，在晶棒缩颈从而得到夹持部，在驱动下提升外轴和托板，再通过工艺要求对晶棒进行第二次放肩，并以预设的速度进行拉晶，从而使得拉制出的晶棒的重量作用于托板上，减小细晶的受力。减小细晶的受力。减小细晶的受力。

【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉拉晶装置


[0001]本申请涉及单晶炉，尤其是涉及一种单晶炉拉晶装置。

技术介绍

[0002]直拉法硅单晶技术是目前主流的一种生产半导体硅单晶的技术，单晶硅生长是在惰性保护性气体的环境下，用高纯石墨电阻式加热器将盛放在高纯石英坩埚内高温熔化，在持续的低压氩气保护下，硅晶体在合适的温度与生长速度下，在一根细小的籽晶上逐淅结晶成一根单晶体。
[0003]现有技术中，随着市场发展的需求，硅单晶尺寸正在朝着大尺寸、大重量的趋势发展，大尺寸的硅单晶也就意味着单晶炉拉制出的晶棒的重量更大。单晶炉一般通过连接石墨夹头，石墨夹头上夹持籽晶，通过籽晶直接进行引晶，引晶过程中会在籽晶生长一段细晶，之后生长的晶棒的全部重量都施加在细晶上。在大直径晶棒生长过程中，由于籽晶和细颈细小，容易在大负载、高晶转过程中出现偏心折断，导致晶棒掉落发生生产安全事故，不仅会对炉体造成损失同时也可能会对周围环境工作人员产生危险。
[0004]因此，现有技术的技术问题在于：在大直径晶棒生长过程中细晶容易断裂。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种单晶炉拉晶装置，解决了现有技术中在大直径晶棒生长过程中细晶容易断裂的技术问题；达到减小细晶断裂的可能的技术效果。
[0006]本申请提供的一种单晶炉拉晶装置，采用如下的技术方案：
[0007]一种单晶炉拉晶装置，包括：机架，所述机架包括；固定座，所述固定座固定；移动座，所述移动座具有第一方向移动的自由度；外轴，所述外轴呈中空，所述外轴连接于所述移动座上且具有轴向旋转的自由度；内轴，所述内轴位于所述外轴的内部，且所述内轴与所述外轴呈共轴，所述内轴连接于所述外轴，且具有第一方向移动的自由度；夹持机构，所述夹持机构连接于所述外轴的底部，所述夹持机构包括：承重杆，所述承重杆连接于所述外轴的底部；托板，所述托板固定连接于所述承重杆上；以及夹块，所述固定于所述托板上，所述夹块至少具有两个，且所有夹块关于所述内轴的中心轴呈中心对称，所有夹块之间形成夹持空间；以及驱动机构，所述驱动机构包括：第一驱动组件，所述第一驱动组件固定于所述固定座上并作用于所述外轴，用于驱动所述外轴和所述内轴在第一方向上移动；第二驱动组件，所述第二驱动组件固定于所述移动座上并作用于所述内轴，用于独立驱动所述内轴在第一方向上移动；以及旋转驱动组件，所述旋转驱动组件固定于所述移动座上并作用于所述外轴，用于驱动所述外轴旋转。
[0008]作为优选，所述固定座包括第一座和第二座，所述第一座和所述第二座沿第一方向布置，所述移动座容置于所述第一座和第二座之间；所述外轴穿设并连接于所述移动座和所述第二座上。
[0009]作为优选，所述外轴与内轴之间设置有定位组件，所述定位组件包括：定位套，所
述定位套固定于所述外轴的内壁上，所述定位套的中心位置具有方形通道，所述方形通道与所述内轴呈共轴设置；方轴，所述方轴穿设于所述方形通道内，且与所述方形通道的内壁贴合，所述方轴连接于所述内轴上，且与所述内轴共轴设置。
[0010]作为优选，在内轴与外轴之间设置有密封组件，所述密封组件包括：环形连接座，所述环形连接座位于所述内轴与所述外轴之间，所述环形连接座与所述外轴共轴设置，且所述环形连接座的顶部固定连接于所述外轴上；环形密封件，所述环形密封件固定于所述环形连接座的底部，且所述环形密封件的侧壁与所述内轴相抵触。
[0011]作为优选，所述承重杆具有多个，所述承重杆轴向均匀分布于所述外轴的底部，且所述承重杆沿第一方向设置；所述托板呈环形且与所述外轴共轴设置，所述夹块均匀分布于所述托板上。
[0012]作为优选，每个所述夹块的设置方向经过所述托板的圆心，所述夹块位于所述托板的上方且夹块的第一端与托板转动连接，每个所述夹块的第二端朝向所述托板的圆心，且所有夹块的第二端之间形成所述夹持空间；其中，所述夹块的下底面可抵触于托板上，使得所述夹块被限位于所述托板上方。
[0013]作为优选，所述托板上方设置有隔离罩，所述隔离罩罩设所述夹持空间；所述隔离罩具有锥形顶部，在所述锥形顶部上开设有通孔，所述通孔与所述内轴呈共轴设置。
[0014]作为优选，所述第一驱动组件包括：丝杆，所述丝杆沿第一方向设置，且丝杆连接于所述固定座上，且所述丝杆通过螺纹与所述移动座连接；第一电机，所述第一电机固定于所述固定座上，第一电机连接并作用于所述丝杆轴向，用于驱动所述丝杆旋转。
[0015]作为优选，所述第二驱动组件包括：电缸，所述电缸沿第一方向设置，所述电缸固定连接于所述移动座上，且所述电缸的输出杆连接并作用于所述内轴。
[0016]作为优选，所述旋转驱动组件包括：第一同步轮，所述第一同步轮连接于所述移动座上，第一同步带，所述第一同步带连接于所述外轴与所述第一同步轮之间，使得所述外轴被带动旋转；以及第三电机，所述第三电机连接并作用于所述第一同步轮。
[0017]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0018]1、本申请采用内轴和外轴分别提升的方式，首先利用籽晶进行引晶而形成细晶，细晶经过夹持空间并达到夹块以上的位置，通过工艺进行第一次放肩，在晶棒的尺寸大于夹持空间之后再通过工艺将晶棒缩颈从而得到夹持部，在驱动下提升外轴和托板，从而将晶棒的夹持部被夹持在每个夹块上，之后再通过工艺要求对晶棒进行第二次放肩，并以预设的速度进行拉晶，从而使得拉制出的晶棒的重量作用于托板上，减小细晶的受力，减小细晶由于负载过重而导致断裂的可能。解决了现有技术中在大直径晶棒生长过程中细晶容易断裂的技术问题；达到减小细晶断裂的可能的技术效果。
[0019]2、内轴与外轴之间设置有定位组件，在驱动外轴转动时，能够保持内轴和外轴同步转动，无需在内轴和外轴上分别设置旋转驱动，在减小成本的同时还能够提高内轴和外轴同步在转动的精度，防止内轴和外轴之间存在旋转速度差而导致晶棒品质不佳。
[0020]3、在托板上设置有隔离罩，隔离罩罩设夹持空间，在晶棒的顶部形成保护，减小晶棒上氧化物堆积。
附图说明
[0021]图1是本申请中拉晶装置的立体示意图；
[0022]图2是本申请中拉晶装置的第一座、第二座示意图；
[0023]图3是图2的正向剖视图；
[0024]图4是图3中A的放大图；
[0025]图5是图3中B的放大图；
[0026]图6是图3中C的放大图；
[0027]图7是图3中D的放大图；
[0028]图8是本申请中拉晶装置的夹持机构示意图；
[0029]图9是图8中E的放大图；
[0030]图10是本申请中拉晶装置的夹持机构额剖视图；
[0031]图11是本申请中拉晶装置的防护罩示意图；
[0032]图12是本申请中拉晶装置的驱动机构示意图；
[0033]图13是本申请中拉晶装置的旋转驱动组件示意图；
[0034]图14是图13中F的放大图；
[0035]图15是本申请中拉晶装置的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单晶炉拉晶装置，其特征在于，包括：机架，所述机架包括；固定座，所述固定座固定；移动座，所述移动座具有第一方向移动的自由度；外轴，所述外轴呈中空，所述外轴连接于所述移动座上且具有轴向旋转的自由度；内轴，所述内轴位于所述外轴的内部，且所述内轴与所述外轴呈共轴，所述内轴连接于所述外轴，且具有第一方向移动的自由度；夹持机构，所述夹持机构连接于所述外轴的底部，所述夹持机构包括：承重杆，所述承重杆连接于所述外轴的底部；托板，所述托板固定连接于所述承重杆上；以及夹块，所述固定于所述托板上，所述夹块至少具有两个，且所有夹块关于所述内轴的中心轴呈中心对称，所有夹块之间形成夹持空间；以及驱动机构，所述驱动机构包括：第一驱动组件，所述第一驱动组件固定于所述固定座上并作用于所述外轴，用于驱动所述外轴和所述内轴在第一方向上移动；第二驱动组件，所述第二驱动组件固定于所述移动座上并作用于所述内轴，用于独立驱动所述内轴在第一方向上移动；以及旋转驱动组件，所述旋转驱动组件固定于所述移动座上并作用于所述外轴，用于驱动所述外轴旋转。2.根据权利要求1所述的一种单晶炉拉晶装置，其特征在于，所述固定座包括第一座和第二座，所述第一座和所述第二座沿第一方向布置，所述移动座容置于所述第一座和第二座之间；所述外轴穿设并连接于所述移动座和所述第二座上。3.根据权利要求1所述的一种单晶炉拉晶装置，其特征在于，所述外轴与内轴之间设置有定位组件，所述定位组件包括：定位套，所述定位套固定于所述外轴的内壁上，所述定位套的中心位置具有方形通道，所述方形通道与所述内轴呈共轴设置；方轴，所述方轴穿设于所述方形通道内，且与所述方形通道的内壁贴合，所述方轴连接于所述内轴上，且与所述内轴共轴设置。4.根据权利要求1所述的一种单晶炉拉晶装置，其特征在于，在内轴与外轴之间设置有密封组件，所述密封组件包括：环形连接座，所述环形连接座位于所述内轴与所述外轴之间，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶钢飞，傅林坚，朱亮，胡建荣，叶雷江，梁晋辉，魏怡凡，曹建伟，
申请(专利权)人：浙江晶盛机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：