專利名稱：一種用于區(qū)熔爐的單晶夾持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及單晶硅加工設(shè)備，特別涉及一種用于區(qū)熔爐的單晶夾持裝置。
背景技術(shù)：
區(qū)熔法生長硅單晶是通過在氬氣氣氛或真空中用高頻加熱線圈對多晶硅料進(jìn)行加熱，使其熔融后與下方的籽晶接觸，按籽晶晶向結(jié)構(gòu)生長成高純度硅單晶的方法。懸浮區(qū)熔時(shí)，熔區(qū)呈懸浮狀態(tài)，不與任何物質(zhì)相接觸，因而不會(huì)被污染。此外，由于硅中雜質(zhì)的分凝效果和蒸發(fā)效果，因此所獲得的單晶硅純度非常高。但也正是由于區(qū)熔法生長硅單晶時(shí)熔區(qū)呈懸浮狀態(tài)，多晶硅料或單晶硅的任何微小振動(dòng)都有可能打破熔區(qū)的平衡狀態(tài)，從而導(dǎo)致單晶生長的失敗。因此單晶硅和多晶硅料的穩(wěn)定夾持顯的尤為重要。 區(qū)熔爐生長硅單晶的過程一般為引晶——生長細(xì)徑——放肩——等徑——拉斷。在單晶生長的前三個(gè)階段，晶體直徑隨生長過程的進(jìn)行逐步增大，形成一個(gè)錐形體結(jié)構(gòu)。待到晶體直徑生長到某一特定值時(shí)，晶體生長進(jìn)入等徑階段，即晶體直徑保持定值生長。隨著晶體的不斷生長，晶體的重量也不斷增加，因此光靠籽晶來支撐整個(gè)生長成的單晶是不現(xiàn)實(shí)的。且隨著單晶生長大直徑的趨勢越來卻明顯，傳統(tǒng)的只具有一次夾持的單晶夾持機(jī)構(gòu)已經(jīng)不能很好的符合穩(wěn)定夾持單晶的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于區(qū)熔爐的單晶夾持裝置，具有兩道夾持機(jī)構(gòu)，能在晶體生長的不同階段對晶體起到穩(wěn)定夾持的作用，克服了現(xiàn)有單晶夾持機(jī)構(gòu)不適用于穩(wěn)定夾持大直徑單晶硅的缺陷。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為提供一種用于區(qū)熔爐的單晶夾持裝置，包括至少3套一次夾持器，所述一次夾持器包括一次夾持擋片、一次夾持支撐件和一次夾持器支架；所述夾持器還包括至少3套二次夾持器，所述二次夾持器包括二次夾持部件和二次夾持器支架；所述二次夾持部件的夾持部位高于一次夾持擋片的夾持部位。作為一種改進(jìn)，所述二次夾持部件是凸臺(tái)形結(jié)構(gòu)的夾持支爪，其較寬的前端固定有兩個(gè)頂針，頂針的頂端為錐形；其較窄的后端通過螺栓安裝于二次夾持器支架頂端，并能繞螺栓旋轉(zhuǎn)。作為一種改進(jìn)，在所述夾持支爪安裝螺栓下方，還安裝有另一螺栓，用于限制夾持支爪的旋轉(zhuǎn)角度。作為一種改進(jìn)，所述一次夾持支撐件和二次夾持部件的末端安裝有一枚螺釘，所述螺釘頭部連接有一條長鋼絲繩，所述鋼絲繩末端懸有重錘。作為一種改進(jìn)，還包括夾持器本體和夾持器底盤；圓筒狀?yuàn)A持器本體安裝于圓盤狀?yuàn)A持器底盤的中心，所述一次夾持器支架和二次夾持器支架均固定于夾持器本體外側(cè)的夾持器底盤表面。作為一種改進(jìn)，所述一次夾持器支架和二次夾持器支架各有3套，并且相互間隔均勻布置于夾持器底盤上。作為一種改進(jìn)，所述一次夾持支撐件為一前端設(shè)凹陷部位的長方體，所述一次夾持支撐件通過螺栓安裝于該凹陷部位內(nèi)并能繞螺栓旋轉(zhuǎn)。作為一種改進(jìn)，所述一次夾持擋片、一次夾持支撐件和二次夾持部件是以鑰或鈦材料切割而得。作為一種改進(jìn)，所述一次夾持擋片是一個(gè)圓片，其前端沿弧線切割并呈現(xiàn)兩個(gè)銳角狀的夾持部位；所述一次夾持擋片的中心通過螺釘與一圓柱形導(dǎo)向桿連接，導(dǎo)向桿另一端連接至一次夾持支撐件。作為一種改進(jìn)，還包括夾持器本體，其圓周上設(shè)導(dǎo)向孔；導(dǎo)向桿活動(dòng)安裝于導(dǎo)向孔·中；所述導(dǎo)向孔與垂直線之間夾角為15° 30°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)如下本實(shí)用新型采用雙套夾持機(jī)構(gòu)，分為一次夾持和二次夾持，能夠根據(jù)需要在晶體生長的不同階段釋放，從而穩(wěn)定地夾持晶體。一次夾持擋片由圓片改為圓片除去一個(gè)圓角，使原來的三點(diǎn)夾持變?yōu)榱c(diǎn)夾持，使夾持更穩(wěn)定。一次夾持擋片、一次夾持支撐件和夾持支爪材料采用熔點(diǎn)很高的鑰或者鈦，可避免對晶體雜質(zhì)的引入。通過調(diào)整鋼絲繩末端重錘的高度，能方便的改變一次夾持和二次夾持的釋放時(shí)間，使夾持更靈活。

圖I為單晶雙套夾持器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例的一種用于區(qū)熔爐的單晶雙套夾持器，所述夾持器有兩道夾持機(jī)構(gòu)，分為一次夾持器和二次夾持器。一次夾持器包括一次夾持擋片I、一次夾持支撐件2和一次夾持器支架3。二次夾持器包括夾持支爪4和二次夾持器支架5組成。夾持器除以上部分外還包括夾持器本體6、夾持器底盤7和六根長鋼絲繩，鋼絲繩末端懸有重錘。一次夾持器和二次夾持器均隔120°均布。一次夾持擋片I為T形傘狀結(jié)構(gòu)的圓片，其前端沿弧線切割并呈現(xiàn)兩個(gè)銳角狀的夾持部位；圓柱形導(dǎo)向桿插入夾持器本體6圓周上的導(dǎo)向孔。導(dǎo)向孔與垂直線之間夾角為15° 30°，以與所生長單晶錐面角度相近為佳。一次夾持支撐件2用螺栓安裝于一次夾持器支架3，可繞螺栓旋轉(zhuǎn)。一次夾持支撐件2末端安裝有一枚螺釘，螺釘頭部連接一條鋼絲繩，鋼絲繩末端懸有重錘。重錘拉直鋼絲繩使一次夾持支撐件2頭部向上翹起，頂住接于一次夾持擋片I的導(dǎo)向桿。夾持支爪4為凸臺(tái)形鑰(鈦)塊，其前端固定兩個(gè)頂針，頂針頂端加工成錐形。夾持支爪4通過螺栓安裝于二次夾持器支架5，可繞螺栓旋轉(zhuǎn)。夾持支爪4安裝螺栓下方還安裝有另一螺栓，用于限制夾持支爪4的旋轉(zhuǎn)角度。夾持支爪4末端安裝有一枚螺釘，螺釘頭部連接一條鋼絲繩，鋼絲繩末端懸有重錘。重錘拉直鋼絲繩使夾持支爪4以設(shè)定的角度張開。一次夾持擋片I、一次夾持支撐件2和夾持支爪4的材料選用耐高溫的鑰或者鈦。單晶雙套夾持器的晶體夾持過程具體描述如下單晶雙套夾持器通過夾持器底盤7固定于區(qū)熔爐下軸外軸頂端，籽晶通過籽晶夾持器固定于區(qū)熔爐下軸內(nèi)軸頂端并穿過單晶雙套夾持器夾持器本體6中心上升到拉晶起始高度。拉晶開始后，區(qū)熔爐下軸內(nèi)軸和外軸同步旋轉(zhuǎn)，內(nèi)軸隨晶體的生長緩慢下降，外軸高度保持不變。拉晶開始階段由籽晶支撐生長出的晶體。當(dāng)晶體直徑生長到某一特定值時(shí)，下軸外軸和內(nèi)軸開始同步下降，一次夾持支撐件2末端鋼絲繩松弛，一次夾持支撐件2不再對一次夾持擋片I起支撐作用，一次夾持擋片I沿夾持器本體6上的導(dǎo)向孔滑下，與晶體接 觸，開始對晶體起支撐作用。隨著晶體的生長，晶體直徑繼續(xù)增大，下軸內(nèi)軸和外軸繼續(xù)同步下降。當(dāng)下軸下降到一定高度時(shí)，夾持支爪4鋼絲繩末端重錘接觸下部底板，鋼絲繩松弛，夾持支爪4張角變小并與晶體接觸，也開始對晶體起支撐作用。
權(quán)利要求1.一種用于區(qū)熔爐的單晶夾持裝置，包括至少3套一次夾持器，所述一次夾持器包括一次夾持擋片、一次夾持支撐件和一次夾持器支架；其特征在于，所述夾持器還包括至少3套二次夾持器，所述二次夾持器包括二次夾持部件和二次夾持器支架；所述二次夾持部件的夾持部位高于一次夾持擋片的夾持部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾持裝置，其特征在于，所述二次夾持部件是凸臺(tái)形結(jié)構(gòu)的夾持支爪，其較寬的前端固定有兩個(gè)頂針，頂針的頂端為錐形；其較窄的后端通過螺栓安裝于二次夾持器支架頂端，并能繞螺栓旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夾持裝置，其特征在于，在所述夾持支爪安裝螺栓下方，還安裝有另一螺栓，用于限制夾持支爪的旋轉(zhuǎn)角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)中所述的夾持裝置，其特征在于，所述一次夾持支撐件和二次夾持部件的末端安裝有一枚螺釘，所述螺釘頭部連接有一條長鋼絲繩，所述鋼絲繩末端懸有重錘。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)中所述的夾持裝置，其特征在于，還包括夾持器本體和夾持器底盤；圓筒狀?yuàn)A持器本體安裝于圓盤狀?yuàn)A持器底盤的中心，所述一次夾持器支架和二次夾持器支架均固定于夾持器本體外側(cè)的夾持器底盤表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)中所述的夾持裝置，其特征在于，所述一次夾持器支架和二次夾持器支架各有3套，并且相互間隔均勻布置于夾持器底盤上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)中所述的夾持裝置，其特征在于，所述一次夾持支撐件為一前端設(shè)凹陷部位的長方體，所述一次夾持支撐件通過螺栓安裝于該凹陷部位內(nèi)并能繞螺栓旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)中所述的夾持裝置，其特征在于，所述一次夾持擋片、一次夾持支撐件和二次夾持部件是以鑰或鈦材料切割而得。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)中所述的夾持裝置，其特征在于，所述一次夾持擋片是一個(gè)圓片，其前端沿弧線切割并呈現(xiàn)兩個(gè)銳角狀的夾持部位；所述一次夾持擋片的中心通過螺釘與一圓柱形導(dǎo)向桿連接，導(dǎo)向桿另一端連接至一次夾持支撐件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的夾持裝置，其特征在于，還包括夾持器本體，其圓周上設(shè)導(dǎo)向孔；導(dǎo)向桿活動(dòng)安裝于導(dǎo)向孔中；所述導(dǎo)向孔與垂直線之間夾角為15° 30°。
專利摘要本實(shí)用新型涉及非金屬晶體的制造設(shè)備，旨在提供一種用于區(qū)熔爐的單晶夾持裝置。包括至少3套一次夾持器，所述一次夾持器包括一次夾持擋片、一次夾持支撐件和一次夾持器支架；所述夾持器還包括至少3套二次夾持器，所述二次夾持器包括二次夾持部件和二次夾持器支架；所述二次夾持部件的夾持部位高于一次夾持擋片的夾持部位。本實(shí)用新型能夠根據(jù)需要在晶體生長的不同階段釋放，從而穩(wěn)定地夾持晶體。使原來的三點(diǎn)夾持變?yōu)榱c(diǎn)夾持，使夾持更穩(wěn)定。采用熔點(diǎn)很高的鉬或者鈦，可避免對晶體雜質(zhì)的引入。通過調(diào)整鋼絲繩末端重錘的高度，能方便的改變一次夾持和二次夾持的釋放時(shí)間，使夾持更靈活。
文檔編號C30B13/00GK202492611SQ20122004056
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者傅林堅(jiān), 曹建偉, 歐陽鵬根, 王丹濤, 石剛, 蔣慶良, 邱敏秀, 陳明杰 申請人:浙江晶盛機(jī)電股份有限公司