[实用新型]一种区熔法生长单晶硅用硅籽晶夹持器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种区熔法生长单晶硅用硅籽晶夹持器。

背景技术

在区熔硅单晶制造过程中，需要一种特定晶向的硅单晶体，通常称为籽晶。它是由一定晶向的硅单晶切割或钻取而成。常用的晶向为<100>、<111>、<110>等。籽晶一般为长方体，需要用销子或金属丝把籽晶固定在称作籽晶夹持器的工件中。

在区熔硅单晶制造过程中，硅籽晶夹持器是必需部件，籽晶必须很好的安装在籽晶夹持器中，确保在硅单晶生长过程中不至于发生晃动，最终使硅单晶生长过程顺利完成，所以硅籽晶夹持器的结构要能保持晶体生长过程中籽晶的稳定。目前所采用的籽晶夹具通常有两种：一种籽晶夹具由主体和金属丝两部分构成，籽晶夹具主体上部为垂向去掉1/4的圆柱体，且在圆柱体上开有多个缺口。籽晶夹具的直角面与长方体籽晶相配合，用金属丝将二者固定在一起，金属丝通过圆柱体上的缺口，缺口起到防止金属丝滑动的作用。这种籽晶夹具的缺点是：

a)金属丝在固定籽晶时和籽晶为点接触，对籽晶有一定的机械损伤，在生产中由于应力集中容易产生缺陷，影响单晶质量。

b)金属丝和籽晶为点接触，籽晶受力不均匀，在绑扎过程中容易造成破裂。

c)籽晶与籽晶夹具主体为面接触，与金属丝点接触，易造成籽晶在夹具中晃动。

d)籽晶不易更换。

另一种籽晶夹具主要由主体和圆柱形套筒，套筒内部配有顶丝。将籽晶放置于主体的矩形槽中后将圆柱形套筒套上，然后使用顶丝将夹具主体和圆柱形套筒紧密结合，从而将籽晶固定。这种籽晶夹具的优点是，克服了上种籽晶夹具使用金属丝固定籽晶在籽晶中所引起的各种缺陷，但其缺点也比较明显，主要是：

a)籽晶与籽晶夹具之间存在面配合，对籽晶的加工角度要求严格，否则籽晶和籽晶夹具很难实现面接触。通常由于角度的误差，籽晶和夹具只有一部分实现面接触。生产中，随着单晶的生长，造成接触部位应力集中而引起缺陷，或造成籽晶强度下降等问题。

b)由于籽晶夹具主体和圆柱形套筒之间靠顶丝固定，夹具主体和套筒之间受力不均匀，容易产生相对移动，造成籽晶在籽晶夹具中松动，影响晶体的生长。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种区熔法生长单晶硅用硅籽晶夹持器，这种籽晶夹持器可以方便的更换籽晶，同时避免因籽晶应力集中而产生的问题。

为达到上述发明目的，本实用新型的技术方案为：

本籽晶夹具由籽晶夹持器主体(1)和紧固套(2)组成。籽晶夹具主体下端为一中间沿轴向开有圆柱形空腔的柱体1a，此圆柱形空腔可以和单晶炉下轴轴头紧密配合。籽晶夹具主体(1)上部是用于安装籽晶的圆锥体形状的夹持部分1b，夹持部分1b内部沿轴向开有用于安放籽晶3的空腔，锥面沿轴向开有四条均匀分布的缝隙，夹持部分下部基座(1C)外部开有螺纹。

所述的籽晶夹持器上部圆锥体(1b)的侧边与垂直线之间的夹角α为10°～90°。

本实用新型对所述的夹持器主体和紧固套的外部形状没有限制。可以是圆柱体、棱柱体、圆台等其中的一种。

本实用新型的优点是利用紧固套使夹持部分安放籽晶的空腔收缩夹紧籽晶，籽晶在生产过程中不会发生晃动；通过相对旋转紧固套和夹具主体可以方便的拿出或放入籽晶。籽晶的加工只需要尺寸满足放入夹持部分内部空腔的需要即可，对籽晶的形状没有严格要求。

附图说明

图1籽晶夹持器主体结构示意图

图2紧固套结构示意图

具体实施方式

本籽晶夹持器包括籽晶夹持器主体1和紧固套2。主体包括上部圆锥体(1b)，下部基座(1C)，上部圆锥体(1b)内部的空腔主要作用是安放籽晶，下部的基座(1C)外部开有螺纹。其中，紧固套内部开有与夹持器下部基座(1C)外部螺纹相匹配的螺纹。紧固套(2)沿轴向开有一上下贯通的空腔，空腔上部为台状2a，下部为圆柱状2b.柱状空腔2b有和夹持部分下部基座(1C)外部螺纹相匹配的螺纹，紧固套的作用是，通过与下部基座(1C)外部的螺纹作用而相对籽晶夹持器主体向下运动，运动过程中通过上部的台状空腔使开有缝隙的圆锥体收缩，从而固定住籽晶。