[发明专利]籽晶提拉装置和晶体生长设备

说明书

本发明公开了一种籽晶提拉装置和晶体生长设备，籽晶提拉装置包括籽晶轴、籽晶夹持器、籽晶旋转升降机构和保持器，籽晶夹持器用于夹持籽晶，籽晶夹持器连接在籽晶轴的下端；籽晶旋转升降机构与籽晶轴的上端相连，用于驱动籽晶绕自身的中心轴线旋转以及沿上下方向移动，籽晶的旋转轴线沿上下方向延伸；保持器位于籽晶轴的外周侧，保持器的上端与炉体相连，保持器的下端与籽晶夹持器相连，保持器在上下方向上的长度可变。根据本发明实施例的籽晶提拉装置，在拉制晶棒的过程中，可以使得籽晶夹持器稳定地上升和旋转，降低籽晶在炉体中产生震荡的震荡幅度或避免籽晶在炉体中发生震荡，保证拉制晶棒过程的稳定性，提高晶棒的生长品质。

技术领域

本发明涉及晶体制备领域，尤其是涉及一种籽晶提拉装置和晶体生长设备。

背景技术

直拉法(CZ)制备单晶硅棒主要将原料多晶硅填入石英坩埚中，利用加热器对石英坩埚加热使其中的原料多晶硅熔化，将籽晶(单晶)浸入硅熔体中，利用籽晶提拉系统边旋转边拉动籽晶，使硅熔体沿着拉动方向生长为满足直径和长度需求的单晶硅棒。为了减少长晶炉设备的占用空间，节省长晶炉的制造成本，籽晶提拉系统通常采用软轴提拉，籽晶提拉系统包括籽晶绳、籽晶夹，其中籽晶夹用于夹持籽晶，籽晶绳与籽晶夹连接，籽晶绳缠绕在卷轴机构上，通过卷轴机构控制籽晶夹在长晶炉中的升降，卷轴机构与旋转机构连接，在旋转机构的带动下旋转，从而控制籽晶夹在长晶炉中旋转。

上述的现有技术在长晶的实际操作过程中，籽晶实质上同时进行了上升和旋转两个运动，由此容易发生共振而导致籽晶在长晶炉中震荡，进而影响单晶硅棒的生长品质。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种籽晶提拉装置，在拉制晶棒的过程中，降低籽晶在炉体中产生震荡的震荡幅度或避免籽晶在炉体中发生震荡，保证拉制晶棒过程的稳定性，提高晶棒的生长品质。

本发明还提出了一种具有上述籽晶提拉装置的晶体生长设备。

根据本发明第一方面实施例的籽晶提拉装置，设置于长晶炉，包括：籽晶轴，所述籽晶轴的沿所述长晶炉的轴向延伸；籽晶夹持器，所述籽晶夹持器用于夹持籽晶，所述籽晶夹持器连接在所述籽晶轴的下端；籽晶旋转升降机构，所述籽晶旋转升降机构与所述籽晶轴的上端相连，用于驱动所述籽晶绕自身的中心轴线旋转以及沿上下方向移动；保持器，所述保持器位于所述籽晶轴的径向外侧，所述保持器的上端与所述长晶炉的炉体相连，所述保持器的下端与所述籽晶夹持器相连，所述保持器在上下方向上的长度可变，以适应所述籽晶夹持器沿所述长晶炉的轴向移动。

根据本发明实施例的籽晶提拉装置，通过设有在上下方向上的长度可变的籽晶夹持器，将籽晶夹持器连接于保持器的下端，在拉制晶棒的过程中，保持器可以在周向上对籽晶夹持器进行限位，防止籽晶夹持器在周向产生偏移，降低籽晶夹持器在周向上发生震荡的震荡幅度或者避免籽晶夹持器产生震荡，使得籽晶夹持器稳定地上升和旋转，从而降低籽晶在炉体中产生震荡的震荡幅度或避免籽晶在炉体中发生震荡，保证拉制晶棒过程的稳定性，提高晶棒的生长品质。

根据本发明的一些实施例，所述保持器包括与所述炉体连接的第一保持件、与所述籽晶夹持器连接的第二保持件，所述第一保持件与所述第二保持件沿所述长晶炉的轴向可相对滑动，以适应所述籽晶夹持器沿所述长晶炉的轴向移动。

根据本发明的一些实施例，所述保持器还包括至少一个第三保持件，所述第三保持件设在所述第一保持件和所述第二保持件之间，与所述第一保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第一保持件沿所述长晶炉的轴向滑动，在所述第三保持件为多个时，相邻两个所述第三保持之间可沿所述长晶炉的轴向相对滑动。

根据本发明的一些实施例，与所述第二保持件相邻的所述第三保持件可相对所述第二保持件沿所述长晶炉的轴向滑动。