[發明專利]一種區熔爐籽晶導向裝置

有效

• 申請號: 201210349314.3
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN102877119A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 曹建偉;傅林堅;歐陽鵬根;石剛;陳明杰;王丹濤;邱敏秀
• 申請（專利權）人: 浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: C30B13/34
• 分類號: C30B13/34
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明是關于非金屬的制造設備，特別涉及一種區熔爐籽晶導向裝置。

背景技術

區熔法（FZ）生產單晶硅是區別于直拉爐（CZ）的一種新型的單晶生長方法，它利用高頻感應加熱線圈將高純度的多晶料局部融化，熔區依靠熔硅的表面張力和加熱線圈提供的磁托浮力而處于懸浮狀態，然后從熔區的下方利用籽晶將熔硅拉制成單晶。由于沒有坩堝污染，區熔爐生長的單晶硅純度高，均勻性好，低微缺陷，其優良的電學性能非常適合制作高反壓、大電流、大功率的電力電子器件。在能源、環保、信息和通訊、制造業、材料、交通等國家關鍵性科技領域中，電力電子器件都起到重要作用。區熔硅單晶主要應用于制造晶閘管及整流元件、MOSFET及其相關器件以及特大功率器件，其市場可涵蓋信息、家電、汽車、工業等領域。隨著電力電子器件的飛速發展,?高反壓、大電流半導體器件等對硅單晶的質量要求越來越高:?純度高、直徑大、無位錯、無旋渦缺陷及電阻率徑向均勻性好等。

在區熔單晶爐生產過程中，下軸運動機構起到引晶、單晶生長、旋轉的作用，對單晶生長起到尤為重要的作用。下軸運動機構分為內軸和外軸，內軸能夠相對于外軸進行升降，起到籽晶引晶的作用。在傳統小直徑區熔爐中，由于內軸行程較短，內軸上端一般并無籽晶導向機構。大直徑區熔爐的生產中，內軸行程較長，達到500mm以上，在籽晶引晶階段，籽晶需要上升到線圈位置完成引晶，此時籽晶懸臂長度較長，而且一般轉速較快，單晶質量大，籽晶的運動穩定性以及籽晶與外軸的同軸度都難以保證，傳統結構無法滿足5英寸以上的區熔爐生長要求。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種剛度和強度好、籽晶和外軸的同軸度好、保證籽晶和單晶的運動穩定性的區熔爐籽晶導向裝置。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種區熔爐籽晶導向裝置，包括內部中空的外軸和內軸，所述區熔爐籽晶導向裝置還包括籽晶定位桿和籽晶導向桿；籽晶導向桿置于外軸上端內孔中，且固定在內軸上端，籽晶導向桿的上端和下端均設有同軸心的開孔，上端開孔處安裝有籽晶定位桿，下端開孔處安裝有內軸；所述籽晶定位桿上端固定籽晶夾持機構。

作為進一步的改進，所述籽晶定位桿的下端為圓柱體，上端為具有斜度的圓錐體，而籽晶夾持機構設有與該圓錐體相同斜度的圓錐孔，通過緊定螺釘固定。

作為進一步的改進，所述籽晶導向桿的上端外側設有保護杯。

作為進一步的改進，所述籽晶導向桿下端開孔通過緊定螺釘與內軸上端外圓固定。

作為進一步的改進，所述籽晶導向桿上設有通氣孔。

作為進一步的改進，所述籽晶導向桿為圓柱形桿，其中部設有軸肩。

作為進一步的改進，所述籽晶導向桿下端外部設有至少2個籽晶導向環。

作為進一步的改進，所述籽晶導向環的外圓邊緣開有至少2個小溝槽。

作為進一步的改進，所述籽晶導向環之間采用隔套隔離，最上端的籽晶導向環緊密貼到籽晶導向桿的軸肩端面，最下端的籽晶導向環下端面設有隔板，隔板通過設在籽晶導向桿上的卡環固定。

作為進一步的改進，所述籽晶導向桿軸肩外圓、隔套外圓、隔板外圓比籽晶導向環外圓小，籽晶導向環外圓與外軸內孔之間有0.03～0.10mm的間隙，籽晶導向桿軸肩外圓、隔套外圓、隔板外圓分別與外軸內孔有0.30～1.2mm的間隙。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明提供了一種結構簡單、穩定可靠的用于區熔單晶爐的籽晶導向裝置，其剛度和強度較好，且能夠在整個拉晶過程保證籽晶和外軸很好的同軸度，使得籽晶和單晶升降和旋轉運動平穩，能為大直徑區熔爐單晶的穩定生長提供保障。

附圖說明

圖1為本發明的剖面圖。

圖2為本發明中的籽晶導向環的示意圖。

圖中的附圖標記為：1內軸；2隔板；3隔套；4籽晶導向環；5籽晶導向桿；6保護杯；7籽晶定位桿；8外軸；9籽晶夾持機構。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

圖1中的區熔爐籽晶導向裝置包括外軸8、內軸1、籽晶導向環4、籽晶定位桿7和籽晶導向桿5。