專利名稱：一種晶體夾持裝置及區(qū)熔單晶爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及區(qū)熔單晶生長(zhǎng)爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶體夾持裝置及區(qū)熔單晶爐。
背景技術(shù)：
目前，區(qū)熔單晶硅的制備一般是在區(qū)熔單晶爐中完成的，其原理:將多晶硅棒豎直固定在上爐室的上主軸上，下端對(duì)準(zhǔn)固定在下爐室內(nèi)軸上的籽晶，高頻電流通過線圈與多晶硅棒耦合產(chǎn)生渦流，使多晶硅棒下端熔化，熔接籽晶，控制上主軸向下移動(dòng)，使多晶硅棒相對(duì)于熔區(qū)移動(dòng)，從而生長(zhǎng)成一根單晶體。但由于外界環(huán)境因素產(chǎn)生的振動(dòng)及區(qū)熔單晶爐運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)，會(huì)使正在生長(zhǎng)的單晶體產(chǎn)生晃動(dòng)，特別是大尺寸單晶體晃動(dòng)尤為明顯，嚴(yán)重影響單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性；因此，在制備單晶體過程中，如何減輕單晶體的晃動(dòng)，提高單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性成為本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種晶體夾持裝置，用于減輕單晶體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的晃動(dòng)，提高單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:一種晶體夾持裝置，包括:夾晶固定盤，設(shè)置于所述夾晶固定盤中部、具有導(dǎo)向孔的鎖晶固定套，設(shè)置于所述夾晶固定盤周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持的多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于所述夾晶固定盤周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第二次夾持的多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)；其中，每一個(gè)所述晶體夾持片機(jī)構(gòu)包括:與所述夾晶固定盤固定連接的托板支撐柱，與所述托板支撐柱鉸接的夾持片托板，與所述夾持片托板一端連接的第一牽引絲，與所述第一牽引絲連接的第一牽引塊，滑動(dòng)裝配在所述鎖晶固定套頂部導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿，且所述導(dǎo)向桿的上端設(shè)置有夾持片，下端與所述夾持片托板相抵；每一個(gè)所述晶體夾持棒機(jī)構(gòu)包括:與所述夾晶固定盤固定連接的夾持棒支撐柱，與所述夾持棒支撐柱鉸接的夾持棒，與所述夾持棒一端連接的第二牽引絲，且所述第二牽引絲的長(zhǎng)度小于所述第一牽引絲的長(zhǎng)度，以及與所述第二牽引絲連接的第二牽引塊。優(yōu)選地，上述夾持片具有圓弧形缺口。優(yōu)選地，上述導(dǎo)向孔的中心線與豎直方向之間的夾角為銳角。較佳地，上述導(dǎo)向孔的中心線與豎直方向之間的夾角小于30°，大于單晶體的圓錐母線與豎直方向之間的夾角。優(yōu)選地，上述晶體夾持裝置還包括設(shè)置于所述夾持棒一端的牽引柱，所述第二牽引絲與所述牽引柱連接。優(yōu)選地，上述多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)和多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)互相間隔的均勻分布在所述夾晶固定盤周邊。較佳地，上述晶體夾持片機(jī)構(gòu)數(shù)量為三個(gè)；上述晶體夾持棒機(jī)構(gòu)數(shù)量為三個(gè)。本實(shí)用新型同時(shí)還提供了一種區(qū)熔單晶爐，包括具有上述技術(shù)特征的晶體夾持裝置。在使用本實(shí)用新型提供的晶體夾持裝置時(shí)，晶體夾持裝置安裝在區(qū)熔單晶爐下爐室的外軸上，籽晶固定在區(qū)熔單晶爐下爐室的內(nèi)軸上，內(nèi)外軸可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)；多晶硅棒固定在區(qū)熔單晶爐上爐室的上主軸上。當(dāng)單晶體生長(zhǎng)圓錐體部分后，即單晶體放肩完成后，晶體夾持片機(jī)構(gòu)相對(duì)與單晶體中心軸的水平距離比晶體夾持棒機(jī)構(gòu)的短，其首先對(duì)單晶體形成第一次夾持；其次，晶體夾持棒機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體形成第二次夾持；更具體地說，夾持前，通過第一牽引塊自身重量的作用，帶動(dòng)夾持片張開一定的角度；通過第二牽引塊自身重量的作用，帶動(dòng)夾持棒張開一定的角度；長(zhǎng)晶后，上主軸向下運(yùn)動(dòng)，單晶體沿籽晶生長(zhǎng)并隨內(nèi)軸向下運(yùn)動(dòng)，外軸不動(dòng)，當(dāng)單晶體的錐體部分將要與夾持片接觸時(shí)，內(nèi)外軸同步向下運(yùn)動(dòng)；因第一牽引絲的長(zhǎng)度大于第二牽引絲的長(zhǎng)度，所以第一牽引塊先接觸區(qū)熔單晶爐的底座。當(dāng)?shù)谝粻恳龎K接觸底座時(shí)，第一牽引絲松動(dòng)，夾持片和導(dǎo)向桿在自身重力作用下，沿鎖晶固定套頂部導(dǎo)向孔斜向下滑動(dòng)，夾持片與單晶體的錐體表面接觸，完成第一次夾持；在完成第一次夾持后，內(nèi)外軸繼續(xù)同步向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙恳龎K接觸底座時(shí)，第二牽引絲松動(dòng)，夾持棒在自身重力作用下倒在單晶體上，完成夾持棒夾持，即對(duì)單晶體的第二次夾持。從上述技術(shù)方案可知，使用本實(shí)用新型提供的晶體夾持裝置，利用晶體夾持片機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持，利用晶體夾持棒機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體進(jìn)行第二夾持；通過上述兩次夾持機(jī)構(gòu)提供的多重支撐，能夠在長(zhǎng)晶過程中，明顯減輕單晶體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的晃動(dòng)，從而提高單晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中晶體夾持裝置的主視圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中晶體夾持裝置的俯視圖；圖3為圖1中夾晶固定盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中鎖晶固定套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1中夾持片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)有區(qū)熔單晶爐中，由于外界環(huán)境因素產(chǎn)生的振動(dòng)及區(qū)熔單晶爐運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，在制備單晶體時(shí)，尤其是生長(zhǎng)大尺寸單晶體時(shí)，會(huì)使生長(zhǎng)的單晶體產(chǎn)生晃動(dòng)，影響單晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性。有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種晶體夾持裝置，包括:晶體夾持片機(jī)構(gòu)和晶體夾持棒機(jī)構(gòu)；利用晶體夾持片機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持，利用晶體夾持棒機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體進(jìn)行第二夾持；通過上述兩次夾持機(jī)構(gòu)提供的多重支撐，能夠在長(zhǎng)晶過程中，減輕單晶體生長(zhǎng)時(shí)的晃動(dòng)，提高單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。[0026]如圖1、圖2所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種晶體夾持裝置的主視圖和俯視圖。該晶體夾持裝置包括:夾晶固定盤40，設(shè)置于夾晶固定盤40中部、具有導(dǎo)向孔的鎖晶固定套50，設(shè)置于夾晶固定盤40周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持的多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)60，以及設(shè)置于夾晶固定盤40周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第二次夾持的多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70 ;其中，每一個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)60包括:與夾晶固定盤40固定連接的托板支撐柱61，與托板支撐柱61鉸接的夾持片托板62，與夾持片托板62 —端連接的第一牽引絲64，與第一牽引絲64連接的第一牽引塊65，滑動(dòng)裝配在鎖晶固定套50頂部導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿66，且導(dǎo)向桿66的上端設(shè)置有夾持片67,下端與夾持片托板62相抵；每一個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70包括:與夾晶固定盤40固定連接的夾持棒支撐柱71，與夾持棒支撐柱71鉸接的夾持棒72，與夾持棒72 —端連接的第二牽引絲75，且第二牽引絲75的長(zhǎng)度小于所述第一牽引絲64的長(zhǎng)度，以及與第二牽引絲75連接的第二牽引塊76。在使用本實(shí)用新型提供的晶體夾持裝置時(shí)，晶體夾持裝置設(shè)置在區(qū)熔單晶爐下爐室的外軸上，籽晶固定在區(qū)熔單晶爐下爐室的內(nèi)軸上，內(nèi)外軸可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)；多晶硅棒固定在區(qū)熔單晶爐上爐室的上主軸上。夾持前，通過第一牽引塊自身重量的作用，帶動(dòng)夾持片67張開一定的角度；通過第二牽引塊76自身重量的作用，帶動(dòng)夾持棒72張開一定的角度；長(zhǎng)晶后，上主軸向下運(yùn)動(dòng)，單晶體沿籽晶生長(zhǎng)并隨內(nèi)軸向下運(yùn)動(dòng)，外軸不動(dòng)，當(dāng)單晶體的錐體部分將要與夾持片接觸時(shí)，內(nèi)外軸同步向下運(yùn)動(dòng)。因第一牽引絲64的長(zhǎng)度大于第二牽引絲75的長(zhǎng)度，所以第一牽引塊65先接觸區(qū)熔單晶爐的底座；當(dāng)?shù)谝粻恳龎K65接觸底座時(shí)，第一牽引絲64松動(dòng)，夾持片67和導(dǎo)向桿66在自身重力作用下，沿鎖晶固定套頂部導(dǎo)向孔斜向下滑動(dòng)，夾持片67與單晶體的錐體表面接觸，完成第一次夾持；在完成第一次夾持后，內(nèi)外軸繼續(xù)同步向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)诙恳龎K76接觸底座時(shí)，第二牽引絲75松動(dòng)，夾持棒72在自身重力作用下倒在單晶體上，完成夾持棒夾持，即對(duì)單晶體的第二次夾持。可見，使用本實(shí)用新型提供的晶體夾持裝置，利用晶體夾持片機(jī)構(gòu)60對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持，利用晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70對(duì)單晶體進(jìn)行第二夾持；通過上述兩次夾持機(jī)構(gòu)提供的多重支撐，能夠在長(zhǎng)晶過程中，減輕單晶體生長(zhǎng)時(shí)的晃動(dòng)，提高單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性。優(yōu)選地，上述多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)60和多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70互相間隔的均勻分布在夾晶固定盤40周邊。在本實(shí)施例中，晶體夾持片機(jī)構(gòu)60和晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70的數(shù)量分別為三個(gè)，互相間隔的均勻分布在夾晶固定盤40周邊；或者說，三個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)60和三個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70間隔在夾晶固定盤40周邊，且相鄰的晶體夾持片機(jī)構(gòu)60和晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70之間夾角為60°。相應(yīng)的，上述夾晶固定盤40設(shè)置有六個(gè)安裝孔；也就是說，有多少個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)60和晶體夾持棒機(jī)構(gòu)70，在夾晶固定盤40就設(shè)置有對(duì)應(yīng)數(shù)量的安裝孔。如圖3所示，夾晶固定盤40為圓盤結(jié)構(gòu)，在圓盤的周邊設(shè)置有六個(gè)安裝孔401，三個(gè)托板支撐柱61和三個(gè)夾持棒支撐柱71分別設(shè)置在相應(yīng)的安裝孔401上，與夾晶固定盤40固定連接；在圓盤的中部有一個(gè)定位孔402，鎖晶固定套50固定安裝在定位孔402上。如圖4所示，因在本實(shí)施例中采用三個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)60，因此相應(yīng)的鎖晶固定套50的頂部設(shè)置有三個(gè)傾斜的導(dǎo)向孔501，即三個(gè)斜向?qū)蚩?，?dǎo)向孔501的中心線與豎直方向之間的夾角為銳角，較佳地，導(dǎo)向孔501的中心線與豎直方向之間的夾角小于30°，大于單晶體的圓錐母線與豎直方向之間的夾角。繼續(xù)參見圖1，夾持片托板62與托板支撐柱61鉸接，且夾持片托板62可在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)，即夾持片托板62可繞鉸接軸線旋轉(zhuǎn)一定角度；優(yōu)選地，夾持片托板62通過銷軸63與托板支撐柱61鉸接。導(dǎo)向桿66滑動(dòng)裝配在鎖晶固定套50頂部導(dǎo)向孔501中，在導(dǎo)向桿66的上端設(shè)置有夾持片67，下端與夾持片托板62相抵，也就是說，夾持片托板62在第一牽引塊65自身重量的作用下,夾持片托板62的一端托住導(dǎo)向桿66,限制導(dǎo)向桿66斜向下滑動(dòng)。上述夾持棒72與夾持棒支撐柱71鉸接，且夾持棒72可在一定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)，即夾持棒72可繞鉸接軸線旋轉(zhuǎn)一定角度；優(yōu)選地，夾持棒72通過銷軸73與夾持棒支撐柱71鉸接。繼續(xù)參見圖1，優(yōu)選地，上述晶體夾持裝置還包括設(shè)置于夾持棒72 —端的牽引柱74，第二牽引絲75與牽引柱74連接。如圖5所示，上述夾持片67具有圓弧形缺口，與導(dǎo)向桿66的上端連接，因?qū)驐U66斜插入鎖晶固定套50的頂部的導(dǎo)向孔501中，并可斜向滑動(dòng)，因此夾持片67也可跟隨導(dǎo)向桿66滑動(dòng)。綜上所述，使用本實(shí)用新型提供的晶體夾持裝置，利用晶體夾持片機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持，利用晶體夾持棒機(jī)構(gòu)對(duì)單晶體進(jìn)行第二夾持；通過上述兩次夾持機(jī)構(gòu)提供的多重支撐，能夠在長(zhǎng)晶過程中，明顯減輕單晶體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的晃動(dòng)，從而提高單晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種晶體夾持裝置，其特征在于，包括:夾晶固定盤，設(shè)置于所述夾晶固定盤中部、具有導(dǎo)向孔的鎖晶固定套，設(shè)置于所述夾晶固定盤周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持的多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于所述夾晶固定盤周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第二次夾持的多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)；其中， 每一個(gè)所述晶體夾持片機(jī)構(gòu)包括:與所述夾晶固定盤固定連接的托板支撐柱，與所述托板支撐柱鉸接的夾持片托板，與所述夾持片托板一端連接的第一牽引絲，與所述第一牽引絲連接的第一牽引塊，滑動(dòng)裝配在所述鎖晶固定套頂部導(dǎo)向孔中的導(dǎo)向桿，且所述導(dǎo)向桿的上端設(shè)置有夾持片，下端與所述夾持片托板相抵； 每一個(gè)所述晶體夾持棒機(jī)構(gòu)包括:與所述夾晶固定盤固定連接的夾持棒支撐柱，與所述夾持棒支撐柱鉸接的夾持棒，與所述夾持棒一端連接的第二牽引絲，且所述第二牽引絲的長(zhǎng)度小于所述第一牽引絲的長(zhǎng)度，以及與所述第二牽引絲連接的第二牽引塊。
2.如權(quán)利要求1所述的晶體夾持裝置，其特征在于，所述夾持片具有圓弧形缺口。
3.如權(quán)利要求1所述的晶體夾持裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向孔的中心線與豎直方向之間的夾角為銳角。
4.如權(quán)利要求3所述的晶體夾持裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向孔的中心線與豎直方向之間的夾角小于30°，大于單晶體的圓錐母線與豎直方向之間的夾角。
5.如權(quán)利要求1所述的晶體夾持裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述夾持棒一端的牽引柱，所述第二牽引絲與所述牽引柱連接。
6.如權(quán)利要求1所述的晶體夾持裝置，其特征在于，所述多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)和多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)互相間隔的均勻分布在所述夾晶固定盤周邊。
7.如權(quán)利要求6所述的晶體夾持裝置，其特征在于，所述晶體夾持片機(jī)構(gòu)數(shù)量為三個(gè)；所述晶體夾持棒機(jī)構(gòu)數(shù)量為三個(gè)。
8.—種區(qū)熔單晶硅爐，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7任一所述的晶體夾持裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及區(qū)熔單晶生長(zhǎng)爐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶體夾持裝置和區(qū)熔單晶爐，用于減輕單晶體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的晃動(dòng)，提高單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性。本實(shí)用新型公開了一種晶體夾持裝置，包括夾晶固定盤，設(shè)置于夾晶固定盤中部的鎖晶固定套，設(shè)置于夾晶固定盤周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第一次夾持的多個(gè)晶體夾持片機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于夾晶固定盤周邊用于對(duì)單晶體進(jìn)行第二次夾持的多個(gè)晶體夾持棒機(jī)構(gòu)。在本實(shí)用新型中，利用晶體夾持片機(jī)構(gòu)和晶體夾持棒機(jī)構(gòu)對(duì)生長(zhǎng)過程中的單晶體進(jìn)行兩次夾持，減輕單晶體生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的晃動(dòng)，從而提高單晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定性。本實(shí)用新型同時(shí)還公開了一種區(qū)熔單晶爐，包括具有上述技術(shù)特征的晶體夾持裝置。
文檔編號(hào)C30B13/00GK202968737SQ20122054721
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者周鵬, 張繼宏, 徐振斌, 袁靜 申請(qǐng)人:北京京運(yùn)通科技股份有限公司