[实用新型]一种用于直拉硅单晶生长的晶种夹头

说明书

技术领域

本实用新型涉及直拉硅单晶生长，尤其涉及一种用于直拉硅单晶生长的晶种夹头。

背景技术

直拉硅单晶生长炉中常用的晶种夹头如图1和图2所示，夹头从上到下顺次包括挂钩1、上段2、中段3、下段4、销子5，挂钩1顶端有一凹槽，凹槽的两侧留有销子孔；上段2为一圆柱体，长度a为100-150mm、直径d₁约为50-70mm，上段2的上部为一圆锥台，该圆锥台的底角α₁为60°-70°、高度a′为5-10mm；中段3为一圆锥台，其高度b为40-50mm；下段4为一圆柱体，高度c为100-150mm，直径d₂为40-50mm，下段4的下端为一圆锥台，底角α₂为60°-70°高度c′为5-10mm，下段4的中心为晶种的固定槽9，固定槽9位于下段4的下半部分并向下开口，固定槽9的直径d₆为12-13mm，固定槽9的轴线与夹头轴线重合，下段4的下部一侧开有销子孔7，销子孔7为圆形的通孔，销子孔7的直径d₅为5-8mm，销子孔7的截面圆心离夹头轴线的距离为7-9mm；销子孔7内装有销子5，销子5为长度40-50mm的圆柱形，销子5的直径d₄为5-8mm，d5比d4大0.1-0.2mm。

如图2所示，销子5与晶种6的固定面8的接触处为线状接触，当晶种6下面悬挂的单晶的重量超过100公斤时，晶种6容易在接触处断裂。

发明内容

本实用新型是克服现有技术的不足，提供一种用于直拉硅单晶生长的晶种夹头。

用于直拉硅单晶生长的晶种夹头从上到下顺次包括挂钩、上段、中段、下段、销子，挂钩顶端有一凹槽，凹槽的两侧留有销子孔；上段包括相连接的圆柱体和圆锥台，总高度a为100-150mm、直径d₁为50-70mm，圆锥台的底角α₁为60°-70°、圆锥台高度a′为5-10mm；中段为圆锥台，其高度b为40-50mm；下段包括相连接的圆柱体和圆锥台，总高度c为100-150mm，直径d₂为40-50mm，圆锥台底角α₂为60°-70°，圆锥台高度c′为5-10mm，下段的下部中心设有晶种的固定槽，固定槽的直径d₆为12-13mm，下段的下部一侧开有销子孔，销子孔为普通键槽形状的通孔，销子孔的截面两端的圆半径R为2.5-4mm，圆心间距h₁为1-5mm，销子孔的截面靠近夹头表面的圆弧的圆心离夹头轴线的距离为7-9mm；销子孔内装有销子，销子为长度40-50mm的圆柱形，销子侧面设有宽度e为3-6mm的平面，平面与销子轴线平行，销子的直径d₄为5-8mm，d₄=2R。

所述的挂钩、上段、中段、下段、销子的材料为高温钼。

本实用新型能使操作者在安装晶种时观察到销子与晶种的固定面的接触处的贴合状态，确保销子与晶种的固定面的接触处是平面。本实用新型能显著提高晶种提拉的硅单晶的重量，显著降低在销子与晶种接触处因应力集中而发生晶种断裂的机会。使用本实用新型的晶种夹头，晶种提拉的单晶的重量可以达到300-400kg。

附图说明

图1是常用直拉硅单晶生长的晶种夹头结构示意图；

图2是常用直拉硅单晶生长的晶种夹头下段剖面图；

图3是用于直拉硅单晶生长的晶种夹头结构示意图；

图4是本实用新型的夹头下段剖面图；

图5是使用本实用新型的直拉硅单晶生长炉结构示意图；

图中：挂钩1、上段2、中段3、下段4、销子5、晶种6、销子孔7、固定面8、固定槽9、提拉头10、副炉室11、钢丝绳12、隔离阀13、夹头14、石英坩埚15、石墨坩埚16、加热器17、隔热体18、电极19、坩埚升降旋转机构20、控制系统21、下炉室 22、硅熔体23、硅单晶24、直径控制探头25。

具体实施方式