[實用新型]用于提拉半導體材料的單晶的設備

有效

• 申請號: 202022221520.9
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN213772273U
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: H·貝格曼;W·約德克;R·施密德
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: C30B15/30
• 分類號: C30B15/30;C30B15/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉佳斐

本實用新型提供用于從包含在坩堝(8)中的熔體(7)提拉半導體材料的單晶(1)的設備，該設備具有用于旋轉提拉軸(14)的裝置(20)且具有用于旋轉坩堝軸(13)的裝置(21)，其特征在于，在驅動器(22)和提拉軸(14)之間的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置以及在另一驅動器(31)和坩堝軸(13)之間的另一成雙蝸輪蝸桿傳動裝置。

技術領域

本實用新型提供了一種用于從包含在坩堝中的熔體中提拉半導體材料的單晶的設備。

背景技術

半導體材料的單晶通常通過CZ法生產，其中將生長在籽晶上的單晶從包含在坩堝中的熔體向上提拉出。在工業規模上，在隨后被進一步加工成半導體晶圓和之后再加工成電子部件之前，以這種方式特別是生產諸如硅的半導體材料的單晶。

采用CZ法的設備通常包括：坩堝，該坩堝由可升高和可降低的坩堝軸保持；以及可升高和可降低的提拉軸，該提拉軸用于將生長的單晶從熔體中提拉出。這種設備的組成部分還包括各用于旋轉提拉軸和用于旋轉坩堝軸的一個裝置。單晶生長要求超低抖動環境，這就是為什么特別重視用于執行提拉軸的和坩堝軸的旋轉運動的裝置的原因。

在EP 0 466 457A1中示出了一種設備，其中用于旋轉提拉軸的裝置包括驅動齒輪的電動機，該齒輪接合到安裝在提拉軸上的蝸輪中。用于旋轉坩堝軸的裝置包括直接驅動坩堝軸的電動機。

這種設備不再滿足當今對提供超低抖動環境的需求。特別地，不能保證充分抑制相對長波振動。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于提拉半導體材料的單晶的設備，其中用于旋轉提拉軸和坩堝軸的設備的裝置被設計成確保這些裝置的低抖動操作。

本實用新型的目的是通過一種用于從包含在坩堝中的熔體提拉半導體材料的單晶的設備來實現，該設備具有用于旋轉提拉軸的裝置且具有用于旋轉坩堝軸的裝置，其特征在于，在驅動器和提拉軸之間的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置以及在另一驅動器和坩堝軸之間的另一成雙蝸輪蝸桿傳動裝置。

該設備不僅實現該目的，而且代表一種用于引起提拉軸的和坩堝軸的旋轉的節省空間且易于維護的解決方案。該兩個成雙蝸輪蝸桿傳動裝置以相對較小的間隙和相對明顯的平穩運行而著稱。有效地抑制了長波振動，該長波振動尤其是由坩堝軸的低旋轉速度(小于1rpm的旋轉速度)和/或跟隨坩堝軸的旋轉方向變化而引起的。

發明人已經發現，在每種情況下，有必要在提拉軸和將其旋轉的驅動器之間以及在坩堝軸和將其旋轉的另一驅動器之間分別安裝一個成雙蝸輪蝸桿傳動裝置。利用這種布置，相應的驅動器(優選地是電動機)具有橫向于提拉軸的旋轉軸線(或相應地橫向于坩堝軸的旋轉軸線)的位置，與相應的旋轉軸線有足夠的距離，該相應的驅動器的軸驅動相應的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置的第一蝸桿。優選地，相應驅動器被剛性地安裝在相應成雙蝸輪蝸桿傳動裝置的殼體板上。因此，沒有相應驅動器的彈簧安裝。優選地，相應驅動器的軸被平行于提拉軸(或相應的坩堝軸)布置。相應的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置的第一蝸桿接合到相應的第一蝸輪中，該相應的第一蝸輪被同軸地安裝在相應的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置的第二蝸桿的軸上。相應的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置的第二蝸桿依次接合到相應的成雙蝸輪蝸桿傳動裝置的相應的第二蝸輪中，該相應的第二蝸輪被同軸地安裝在提拉軸(或相應的坩堝軸)上。

此外，優選的是，將提拉軸和坩堝軸分別分成上部分和下部分，并且在每種情況下這兩部分經由聯接波紋管被連接。此外，至少在提拉軸的情況下，聯接波紋管被構造成使得它們使提拉軸的上部分與提拉軸的下部分電絕緣。這使得能夠經由包括坩堝軸的下部分的電路來簡單地實施對熔體的表面的探測。

坩堝軸的驅動器優選地被設計成使得坩堝軸的旋轉方向也可以被反向。

下面參照兩個附圖更詳細地闡釋本實用新型。

附圖說明

圖1示出了作為示例的用于通過CZ法提拉單晶的設備，該設備可被用于實施本實用新型。