籽晶提拉装置和晶体生长设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种籽晶提拉装置和晶体生长设备，籽晶提拉装置包括籽晶轴、籽晶夹持器、籽晶旋转升降机构和保持器，籽晶夹持器用于夹持籽晶，籽晶夹持器连接在籽晶轴的下端；籽晶旋转升降机构与籽晶轴的上端相连，用于驱动籽晶绕自身的中心轴线旋转以及沿上下方向移动，籽晶的旋转轴线沿上下方向延伸；保持器位于籽晶轴的外周侧，保持器的上端与炉体相连，保持器的下端与籽晶夹持器相连，保持器在上下方向上的长度可变。根据本发明专利技术实施例的籽晶提拉装置，在拉制晶棒的过程中，可以使得籽晶夹持器稳定地上升和旋转，降低籽晶在炉体中产生震荡的震荡幅度或避免籽晶在炉体中发生震荡，保证拉制晶棒过程的稳定性，提高晶棒的生长品质。提高晶棒的生长品质。提高晶棒的生长品质。

【技术实现步骤摘要】
籽晶提拉装置和晶体生长设备


[0001]本专利技术涉及晶体制备领域，尤其是涉及一种籽晶提拉装置和晶体生长设备。

技术介绍

[0002]直拉法(CZ)制备单晶硅棒主要将原料多晶硅填入石英坩埚中，利用加热器对石英坩埚加热使其中的原料多晶硅熔化，将籽晶(单晶)浸入硅熔体中，利用籽晶提拉系统边旋转边拉动籽晶，使硅熔体沿着拉动方向生长为满足直径和长度需求的单晶硅棒。为了减少长晶炉设备的占用空间，节省长晶炉的制造成本，籽晶提拉系统通常采用软轴提拉，籽晶提拉系统包括籽晶绳、籽晶夹，其中籽晶夹用于夹持籽晶，籽晶绳与籽晶夹连接，籽晶绳缠绕在卷轴机构上，通过卷轴机构控制籽晶夹在长晶炉中的升降，卷轴机构与旋转机构连接，在旋转机构的带动下旋转，从而控制籽晶夹在长晶炉中旋转。
[0003]上述的现有技术在长晶的实际操作过程中，籽晶实质上同时进行了上升和旋转两个运动，由此容易发生共振而导致籽晶在长晶炉中震荡，进而影响单晶硅棒的生长品质。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种籽晶提拉装置，在拉制晶棒的过程中，降低籽晶在炉体中产生震荡的震荡幅度或避免籽晶在炉体中发生震荡，保证拉制晶棒过程的稳定性，提高晶棒的生长品质。
[0005]本专利技术还提出了一种具有上述籽晶提拉装置的晶体生长设备。
[0006]根据本专利技术第一方面实施例的籽晶提拉装置，设置于长晶炉，包括：籽晶轴，所述籽晶轴的沿所述长晶炉的轴向延伸；籽晶夹持器，所述籽晶夹持器用于夹持籽晶，所述籽晶夹持器连接在所述籽晶轴的下端；籽晶旋转升降机构，所述籽晶旋转升降机构与所述籽晶轴的上端相连，用于驱动所述籽晶绕自身的中心轴线旋转以及沿上下方向移动；保持器，所述保持器位于所述籽晶轴的径向外侧，所述保持器的上端与所述长晶炉的炉体相连，所述保持器的下端与所述籽晶夹持器相连，所述保持器在上下方向上的长度可变，以适应所述籽晶夹持器沿所述长晶炉的轴向移动。
[0007]根据本专利技术实施例的籽晶提拉装置，通过设有在上下方向上的长度可变的籽晶夹持器，将籽晶夹持器连接于保持器的下端，在拉制晶棒的过程中，保持器可以在周向上对籽晶夹持器进行限位，防止籽晶夹持器在周向产生偏移，降低籽晶夹持器在周向上发生震荡的震荡幅度或者避免籽晶夹持器产生震荡，使得籽晶夹持器稳定地上升和旋转，从而降低籽晶在炉体中产生震荡的震荡幅度或避免籽晶在炉体中发生震荡，保证拉制晶棒过程的稳定性，提高晶棒的生长品质。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，所述保持器包括与所述炉体连接的第一保持件、与所述籽晶夹持器连接的第二保持件，所述第一保持件与所述第二保持件沿所述长晶炉的轴向可相对滑动，以适应所述籽晶夹持器沿所述长晶炉的轴向移动。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述保持器还包括至少一个第三保持件，所述第三保
持件设在所述第一保持件和所述第二保持件之间，与所述第一保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第一保持件沿所述长晶炉的轴向滑动，在所述第三保持件为多个时，相邻两个所述第三保持之间可沿所述长晶炉的轴向相对滑动。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，与所述第二保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第二保持件沿所述长晶炉的轴向滑动。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，多个所述保持件包括：第一保持件，所述第一保持件的上端与所述炉体相连；第二保持件，所述第二保持件的下端与所述籽晶夹持器相连；至少一个第三保持件，所述第三保持件设在所述第一保持件和所述第二保持件之间，与所述第一保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第一保持件沿上下方向滑动，在所述第三保持件为多个时，相邻两个所述第三保持之间可沿上下方向相对滑动。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述籽晶夹持器包括固定件和旋转件，所述第二保持件的下端与所述固定件相连且所述第二保持件相对所述固定件固定，所述籽晶轴的下端与所述旋转件相连，所述旋转件绕所述籽晶轴的中心轴线可转动地设于所述固定件，所述旋转件用于夹持所述籽晶，在所述籽晶轴上升的过程中，在籽晶夹持器与所述保持件的底面抵接时，通过所述籽晶夹持器推动所述保持件向上移动。
[0013]根据本专利技术的一些实施例，所述旋转件包括旋转体和设于所述旋转体的夹持头，所述夹持头用于夹持所述籽晶，所述固定件内具有旋转腔，所述旋转体的部分配合于所述旋转腔，所述籽晶轴的下端与所述旋转体相连。
[0014]根据本专利技术的一些实施例，所述籽晶夹持器还包括设于所述旋转腔内的缓冲件，所述缓冲件位于所述旋转腔的内周壁与所述旋转体的外周壁之间，所述缓冲件为多个且沿所述旋转体的周向间隔排布。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述缓冲件包括弹簧和第一滚动体，所述弹簧的轴向一端与所述旋转腔的内周壁相连，所述第一滚动体可转动地设于所述弹簧的另一端，所述第一滚动体与所述旋转体的外周壁适于滚动接触。
[0016]根据本专利技术的一些实施例，所述籽晶夹持器还包括用于对所述缓冲件进行限位的限位筒，所述限位筒的数量与所述缓冲件的数量相同且一一对应，每个所述缓冲件的所述弹簧位于所述限位筒内，所述第一滚动体的部分位于所述限位筒内。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，与所述第二保持件相邻的所述第三保持件与所述第二保持件在上下方向上相对固定，所述第二保持件相对与所述第二保持件相邻的所述第三保持件绕所述籽晶轴的中心轴线可转动，所述第二保持件相对所述籽晶夹持器固定，在所述籽晶轴上升的过程中，通过相邻的所述保持件推动可滑动的所述保持件向上滑动。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，相邻两个可相对滑动的所述保持件上均形成有导槽和凸块，所述导槽沿上下方向延伸，所述导槽具有沿上下方向相对设置的槽顶壁和槽底壁，相邻两个可相对滑动的所述保持件中的一个的所述凸块沿上下方向可滑动地容纳于另一个所述保持件中的所述导槽内，在所述凸块与所述槽顶壁抵接时，相邻两个可相对滑动的所述保持件中的一个通过所述凸块可推动另一个所述保持件向上滑动。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，与所述第二保持件相邻的所述第三保持件与所述第二保持件之间设有可转动的第二滚动体。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，在由上至下的方向上，多个所述保持件与所述籽晶轴
之间的水平距离依次减小
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述保持器具有初始状态和结束状态，在晶棒拉制之前，所述保持器处在所述初始状态且所述保持器的所有所述保持件沿上下方向依次排布；在晶棒拉制结束时，所述保持器处在所述结束状态且所述保持器中的至少部分所述保持件沿所述籽晶轴的径向方向依次排布。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述保持件形成为杆状结构，所述保持器包括多组所述保持件组，多组所述保持件组沿所述籽晶轴的周向间隔排布；或者，所述保持件形成为筒状结构，所述保持器包括一组保持件组，所述保持件套设在所述籽晶轴的外周侧。其中，每组所述保持件组包括沿长晶炉的轴向依次设置的多个所述保持件，每组所述保持件组的上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种籽晶提拉装置，其特征在于，设置于长晶炉，包括：籽晶轴，所述籽晶轴的沿所述长晶炉的轴向延伸；籽晶夹持器，所述籽晶夹持器用于夹持籽晶，所述籽晶夹持器连接在所述籽晶轴的下端；籽晶旋转升降机构，所述籽晶旋转升降机构与所述籽晶轴的上端相连，用于驱动所述籽晶绕自身的中心轴线旋转以及沿所述长晶炉的轴向移动；保持器，所述保持器位于所述籽晶轴的径向外侧，所述保持器的上端与所述长晶炉的炉体相连，所述保持器的下端与所述籽晶夹持器相连，所述保持器在所述长晶炉的轴向的长度可变，以适应所述籽晶夹持器沿所述长晶炉的轴向移动。2.根据权利要求1所述的籽晶提拉装置，其特征在于，所述保持器包括与所述炉体连接的第一保持件、与所述籽晶夹持器连接的第二保持件，所述第一保持件与所述第二保持件沿所述长晶炉的轴向可相对滑动，以适应所述籽晶夹持器沿所述长晶炉的轴向移动。3.根据权利要求2所述的籽晶提拉装置，其特征在于，所述保持器还包括至少一个第三保持件，所述第三保持件设在所述第一保持件和所述第二保持件之间，与所述第一保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第一保持件沿所述长晶炉的轴向滑动，在所述第三保持件为多个时，相邻两个所述第三保持之间可沿所述长晶炉的轴向相对滑动。4.根据权利要求3所述的籽晶提拉装置，其特征在于，与所述第二保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第二保持件沿所述长晶炉的轴向滑动。5.根据权利要求4所述的籽晶提拉装置，其特征在于，所述籽晶夹持器包括固定件和旋转件，所述第二保持件的下端与所述固定件相连且所述第二保持件相对所述固定件固定，所述籽晶轴的下端与所述旋转件相连，所述旋转件绕所述籽晶轴的中心轴线可转动地设于所述固定件，所述旋转件用于夹持所述籽晶，在所述籽晶轴上升的过程中，在籽晶夹持器与所述保持件的底面抵接时，通过所述籽晶夹持器推动所述保持件向上移动。6.根据权利要求5所述的籽晶提拉装置，其特征在于，所述旋转件包括旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊宏，周琳，
申请(专利权)人：徐州鑫晶半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：