[实用新型]一种籽晶杆的可调式稳定装置

说明书

本实用新型一种籽晶杆的可调式稳定装置，套装于晶体生长炉内的籽晶杆上，关键在于：包括套装在籽晶杆上的胀紧套，胀紧套外周面上均布有3‑6根螺杆，每个螺杆上螺纹连接有旋套，旋套的顶端设置有滚珠，滚珠与圆筒形炉腔内壁接触形成籽晶杆的支撑、稳定结构。通过在籽晶杆上加装胀紧套，并在胀紧套上设置可调式支撑稳定装置，使籽晶杆的运动平稳、同心度高。

技术领域

本实用新型涉及半导体材料的晶体生长用籽晶杆，具体涉及在晶体生长时用于保持籽晶杆在静止或运动中稳定的装置。

背景技术

大规模集成电路、高频电子器件、光电器件，甚至军品级集成模块，都离不开高品质的单晶材料。提拉法生长晶体，其生长周期短，生产效率高，是目前最常用的晶体生长方式。提拉法的基本原理是将原料在坩埚中加热溶化，缓慢将籽晶与熔体接触，通过精确控制温度和晶体的拉速与转速，使得固液界面处熔体不断凝固而生长出晶体。晶体生长过程中，籽晶安装在籽晶杆下端头，籽晶需要接触到材料的熔体中心并稳定的旋转及上升，晶体生长过程中固液界面的相对稳定性对于获得高质量的晶体尤为关键。籽晶的提拉和旋转通过籽晶杆的升降和旋转来实现，籽晶杆运动的稳定性直接影响晶体的生长质量。当籽晶杆进行机械运动时，顶端传动、连接装置的细微震动通过籽晶杆传导到籽晶处时，会导致籽晶摆动，影响籽晶在熔体中的稳定性及旋转同心度，使得籽晶扰乱所接触熔体的局部热场和温度梯度，对引晶产生很大的影响，从而影响晶体生长的质量，甚至无法生长出合格的单晶。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种稳定籽晶杆的装置，通过在籽晶杆上加装胀紧套，并在胀紧套上设置可调式支撑稳定装置，使籽晶杆的运动平稳、同心度高。

本实用新型为实现上述发明目的采用的技术方案为：一种籽晶杆的可调式稳定装置，套装于晶体生长炉内的籽晶杆上，关键在于：包括套装在籽晶杆上的胀紧套，胀紧套外周面上均布有3-6根螺杆，每个螺杆上螺纹连接有旋套，旋套的顶端设置有滚珠，滚珠与圆筒形炉腔内壁接触形成籽晶杆的支撑、稳定结构。

该实用新型中，将籽晶杆穿在胀紧套中，通过旋拧旋套调整滚珠与籽晶杆的距离，多个旋套均衡调整，各滚珠均与炉腔内壁接触时，使籽晶杆稳定于旋转中心。当籽晶杆升降、旋转时，借助稳定装置的支撑，可使籽晶杆运动平稳，同心度高，进而避免籽晶晃动、偏离。采用胀紧套，拆装方便，无需对籽晶杆进行加工、改造，联接紧密，稳定性好、同轴度高。旋套和螺杆结构便于调距，并可适用于各种炉体。滚珠的设计，摩擦力小，既实现了稳定籽晶杆，又避免阻碍籽晶杆的升降和旋转运动。

为了便于控制晶体的直径，常常采用称重提拉法生长晶体。称重提拉法是在提拉旋转机构下方安装弹簧式称重装置，弹簧式称重装置下方连接籽晶杆，籽晶杆下端再安装籽晶。因提拉旋转机构设置在炉腔外部，要将运动传导至炉内籽晶处，籽晶杆需要穿过炉盖，并通过密封机构与炉盖动密封。因密封机构的阻力很大，为了减少密封圈对称重的影响，通常是将弹簧式称重装置安装于炉内，弹簧式称重装置上端通过连接杆与提拉旋转机构连接，连接杆穿过炉盖伸出炉腔，并通过密封机构与炉盖动密封。重量传感装置可以粗略的显示所提拉出晶体的重量，从而对拉出晶体的重量及体积进行估判，随后可以参照估判值，进行相应的工艺调整。受弹簧式称重传感器的影响，称重提拉法的籽晶稳定性较差，该装置可显著的提高籽晶的稳定性，提高晶体生长质量，且摩擦力小，因摩擦产生的称重误差几乎可以忽略不计，可在提高晶体生长质量的基础上合理控制晶体的直径。

称重提拉法的晶体生长炉，为了便于安装弹簧式称重传感器，通常在炉体上端具有一段较细的炉颈，该可调式稳定装置优选安装在炉颈处，以缩短螺杆和旋套的长度。

进一步的，所述螺杆上还螺纹连接有反锁螺母，反锁螺母抵在旋套的内侧、靠近胀紧套端。反锁螺母用于防止旋套回旋，保持稳定支撑状态。

进一步的，为了使对中度好，稳定性高，各螺杆在胀紧套上的轴向位置位于同一平面上。既各螺杆安装在胀紧套的同一高度平面上。