CN109763167A - 一种半导体单晶硅提拉机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于半导体单晶硅技术领域，尤其涉及一种半导体单晶硅提拉机。本发明要解决的技术问题是提供一种不易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、不会影响下次单晶硅棒的提取、操作简单和单晶硅棒的尖头容易切除的半导体单晶硅提拉机。一种半导体单晶硅提拉机，包括有支撑板、电机、炉体、石墨坩埚、石英坩埚和盖子等；两支撑板均固接于地面上，支撑板顶部固接有炉体，炉体顶部铰接连接有盖子。本发明达到了不易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、不会影响下次单晶硅棒的提取、操作简单和单晶硅棒的尖头容易切除的效果。
Description
技术领域
本发明属于半导体单晶硅技术领域，尤其涉及一种半导体单晶硅提拉机。
背景技术
多重提拉法是指采用正常的CZ法从石英坩锅中拉出一个晶体后，在不打开炉体和关闭加热器的情况下，在同一石英坩锅中额外地将多晶硅材料投入及熔化在剩余的原料熔体中再拉制下一根晶体，从而使用同一坩锅提拉多根单晶硅棒。当将单晶硅棒在提取时，单晶硅棒底部会形成尖状，之后需要将其切除，现有技术大多是将单晶硅棒提出之后再进行切除，之后再与多晶硅料一起加入到石英坩埚内进行回收，从而使得操作复杂，而且提出之后单晶硅棒的尖头就会冷却，此时就不易将其切除下来。还有部分是将正在提取的单晶硅棒的尖头切除，此时切除下来的单晶硅棒的尖头就会直接掉落到石英坩锅内熔融状态的多晶硅料的中部，不仅易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来，而且当单晶硅棒尖头与熔融状态的多晶硅料不能完全混合时，也会影响下次单晶硅棒的提取。
综上，目前需要研发一种不易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、不会影响下次单晶硅棒的提取、操作简单和单晶硅棒的尖头容易切除的半导体单晶硅提拉机，来克服现有技术中易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、易影响下次单晶硅棒的提取、操作复杂和单晶硅棒的尖头不易被切除的缺点。
发明内容
本发明为了克服现有技术中易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、易影响下次单晶硅棒的提取、操作复杂和单晶硅棒的尖头不易被切除的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种不易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、不会影响下次单晶硅棒的提取、操作简单和单晶硅棒的尖头容易切除的半导体单晶硅提拉机。
本发明由以下具体技术手段所达成：
一种半导体单晶硅提拉机，包括有支撑板、电机、炉体、石墨坩埚、石英坩埚、盖子、罩子、单晶硅棒、升降机构、机架、第一滑轨、第一滑块、第一连接杆、L形板、楔形块、第二连接杆、第一弹性件、第一斜板、第一滚轮、推杆、切除机构和移动机构；两支撑板均固接于地面上，支撑板顶部固接有炉体，炉体顶部铰接连接有盖子；炉体上部两侧均固接有切除机构，切除机构的输出端伸入炉体内；炉体下部一侧固接有移动机构，且移动机构的输出端伸入炉体内；两支撑板之间的地面上固接有电机，电机的输出端伸入炉体内固接有石墨坩埚，石墨坩埚内底部放置有石英坩埚；石墨坩埚顶部放置有罩子，移动机构的输出端与罩子一侧固接，罩子顶部沿竖直方向开有通孔；炉体上方设有机架，机架底部中间固接有升降机构，升降机构的输出端伸入炉体内与单晶硅棒固接；升降机构两侧的机架底部均固接有第一滑轨，第一滑块与第一滑轨滑动连接；第一滑块底部固接有第一连接杆，第一连接杆底部固接有第二连接杆，靠近升降机构的第二连接杆侧部固接有楔形块；第二连接杆底部远离楔形块的一侧固接有第一斜板；远离升降机构的机架底部两侧均固接有L形板，L形板与第一连接杆之间通过第一弹性件连接；L形板端部与推杆中部铰接连接，推杆上端固接有第一滚轮，第一滚轮与第一斜板接触配合，推杆下部与切除机构配合，且推杆底端与移动机构的输入端连接。
更进一步的，升降机构包括有电动绕线轮、第一拉绳和锥形块；机架底部中间固接有电动绕线轮，电动绕线轮上绕接有第一拉绳，第一拉绳上固接有锥形块，锥形块与楔形块配合；锥形块位于炉体的上方，第一拉绳伸入炉体内与单晶硅棒固接。
更进一步的，切除机构包括有第二滚轮、刀片、第一固定块、第二弹性件、第二滑块和第二滑轨；炉体两侧上部均固接有第二滑轨，第二滑块与第二滑轨滑动连接；第二滑块顶部固接有刀片，刀片一端伸入炉体内，刀片另一端固接有第二滚轮，第二滚轮与推杆下部接触配合；第二滑轨顶部远离炉体的一侧固接有第一固定块，第一固定块与第二滑块之间通过第二弹性件连接。
更进一步的，移动机构包括有第三滑轨、第三滑块、第三弹性件、第二固定块、第三连接杆、第一导轮、第二导轮和第二拉绳；炉体一侧下部固接有第三滑轨，第三滑块与第三滑轨滑动连接；第三滑块顶部固接有第三连接杆，第三连接杆伸入炉体内与罩子一侧固接；第三滑轨顶部固接有第二固定块和第一导轮，且第二固定块靠近第三滑块；第二固定块与第三滑块之间通过第三弹性件连接，炉体一侧固接有第二导轮，且第二导轮位于第一导轮的上方；第二拉绳一端与推杆底端固接，第二拉绳另一端绕过第二导轮、第一导轮与第三连接杆固接。
更进一步的，所述一种半导体单晶硅提拉机还包括有第二斜板；石英坩埚内远离移动机构的一侧上部固接有第二斜板。
更进一步的，机架的材质为不锈钢。
更进一步的，第一斜板与水平面的夹角为120度。
更进一步的，锥形块为实心体。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明达到了不易使熔融状态的多晶硅料飞溅起来、不会影响下次单晶硅棒的提取、操作简单和单晶硅棒的尖头容易切除的效果。
本发明通过移动机构和第二斜板的设置能够使得切除下来的单晶硅棒尖头经过第二斜板的缓冲，从而掉落到石英坩埚侧部，从而能够防止使熔融状态的多晶硅料飞溅起来，而且也不会影响下次单晶硅棒的提取。
本发明通过切除机构能够将正在提取的单晶硅棒的尖头进行切除，从而易于将其切除下来。同时也省去了将单晶硅棒提取出来再将其上的尖头进行切除，从而使其操作简单。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为本发明罩子的主视结构示意图。
图3为本发明楔形块的立体结构示意图。
图4为本发明升降机构的主视结构示意图。
图5为本发明锥形块的立体结构示意图。
图6为本发明切除机构的主视结构示意图。
图7为本发明移动机构的主视结构示意图。
附图中的标记为：1-地面，2-支撑板，3-电机，4-炉体，5-石墨坩埚，6-石英坩埚，7-盖子，8-罩子，9-单晶硅棒，10-通孔，11-升降机构，1101-电动绕线轮，1102-第一拉绳，1103-锥形块，12-机架，13-第一滑轨，14-第一滑块，15-第一连接杆，16-L形板，17-楔形块，18-第二连接杆，19-第一弹性件，20-第一斜板，21-第一滚轮，22-推杆，23-切除机构，2301-第二滚轮，2302-刀片，2303-第一固定块，2304-第二弹性件，2305-第二滑块，2306-第二滑轨，24-移动机构，2401-第三滑轨，2402-第三滑块，2403-第三弹性件，2404-第二固定块，2405-第三连接杆，2406-第一导轮，2407-第二导轮，2408-第二拉绳，25-第二斜板，26-把手。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例
一种半导体单晶硅提拉机，如图1-7所示，包括有支撑板2、电机3、炉体4、石墨坩埚5、石英坩埚6、盖子7、罩子8、单晶硅棒9、升降机构11、机架12、第一滑轨13、第一滑块14、第一连接杆15、L形板16、楔形块17、第二连接杆18、第一弹性件19、第一斜板20、第一滚轮21、推杆22、切除机构23和移动机构24；两支撑板2均固接于地面1上，支撑板2顶部固接有炉体4，炉体4顶部铰接连接有盖子7；炉体4上部两侧均固接有切除机构23，切除机构23的输出端伸入炉体4内；炉体4下部一侧固接有移动机构24，且移动机构24的输出端伸入炉体4内；两支撑板2之间的地面1上固接有电机3，电机3的输出端伸入炉体4内固接有石墨坩埚5，石墨坩埚5内底部放置有石英坩埚6；石墨坩埚5顶部放置有罩子8，移动机构24的输出端与罩子8一侧固接，罩子8顶部沿竖直方向开有通孔10；炉体4上方设有机架12，机架12底部中间固接有升降机构11，升降机构11的输出端伸入炉体4内与单晶硅棒9固接；升降机构11两侧的机架12底部均固接有第一滑轨13，第一滑块14与第一滑轨13滑动连接；第一滑块14底部固接有第一连接杆15，第一连接杆15底部固接有第二连接杆18，靠近升降机构11的第二连接杆18侧部固接有楔形块17；第二连接杆18底部远离楔形块17的一侧固接有第一斜板20；远离升降机构11的机架12底部两侧均固接有L形板16，L形板16与第一连接杆15之间通过第一弹性件19连接；L形板16端部与推杆22中部铰接连接，推杆22上端固接有第一滚轮21，第一滚轮21与第一斜板20接触配合，推杆22下部与切除机构23配合，且推杆22底端与移动机构24的输入端连接。
升降机构11包括有电动绕线轮1101、第一拉绳1102和锥形块1103；机架12底部中间固接有电动绕线轮1101，电动绕线轮1101上绕接有第一拉绳1102，第一拉绳1102上固接有锥形块1103，锥形块1103与楔形块17配合；锥形块1103位于炉体4的上方，第一拉绳1102伸入炉体4内与单晶硅棒9固接。
切除机构23包括有第二滚轮2301、刀片2302、第一固定块2303、第二弹性件2304、第二滑块2305和第二滑轨2306；炉体4两侧上部均固接有第二滑轨2306，第二滑块2305与第二滑轨2306滑动连接；第二滑块2305顶部固接有刀片2302，刀片2302一端伸入炉体4内，刀片2302另一端固接有第二滚轮2301，第二滚轮2301与推杆22下部接触配合；第二滑轨2306顶部远离炉体4的一侧固接有第一固定块2303，第一固定块2303与第二滑块2305之间通过第二弹性件2304连接。
移动机构24包括有第三滑轨2401、第三滑块2402、第三弹性件2403、第二固定块2404、第三连接杆2405、第一导轮2406、第二导轮2407和第二拉绳2408；炉体4一侧下部固接有第三滑轨2401，第三滑块2402与第三滑轨2401滑动连接；第三滑块2402顶部固接有第三连接杆2405，第三连接杆2405伸入炉体4内与罩子8一侧固接；第三滑轨2401顶部固接有第二固定块2404和第一导轮2406，且第二固定块2404靠近第三滑块2402；第二固定块2404与第三滑块2402之间通过第三弹性件2403连接，炉体4一侧固接有第二导轮2407，且第二导轮2407位于第一导轮2406的上方；第二拉绳2408一端与推杆22底端固接，第二拉绳2408另一端绕过第二导轮2407、第一导轮2406与第三连接杆2405固接。
所述一种半导体单晶硅提拉机还包括有第二斜板25；石英坩埚6内远离移动机构24的一侧上部固接有第二斜板25。
机架12的材质为不锈钢。
第一斜板20与水平面的夹角为120度。
锥形块1103为实心体。
当需要制造出单晶硅时，首先将适量的多晶硅料放置于石英坩埚6内，之后对其加热使其成为熔融状。接着打开盖子7，启动升降机构11，使得升降机构11的输出端伸入炉体4内，之后再没入石英坩埚6内的多晶硅料内，之后将盖子7盖上，从而能够防止炉体4内热量散失。之后再启动升降机构11，此时熔融状的多晶硅料就会附着在升降机构11的输出端上形成单晶硅棒9，同时单晶硅棒9底端就会形成尖头。
当单晶硅棒9向上移动时，升降机构11的输出端就会与两楔形块17接触，从而使得两第二连接杆18背向而行。此时在第一斜板20和第一滚轮21的作用下，两推杆22上端就会背向而行。又由于L形板16与推杆22中部铰接连接，所以此时两推杆22下端就会相向而行，进而就会启动切除机构23工作，与此同时单晶硅棒9的尖头就会位于两切除机构23的输出端之间，进而使得两切除机构23的输出端将单晶硅棒9的尖头切掉。
与此同时推杆22下端相向而行也会带动移动机构24工作，进而使得罩子8向靠近移动机构24的方向水平移动，此时切除下来的单晶硅棒9的尖头就会沿着罩子8侧壁滑到石英坩埚6内侧部，从而能够防止单晶硅棒9的尖头直接掉落到石英坩埚6内中部，从而掉落到熔融状态的多晶硅料内，当单晶硅棒9尖头与熔融状态的多晶硅料不能完全混合时，从而影响下次单晶硅棒9的提取。而掉落的单晶硅棒9尖头又可以与多晶硅料混合之后再进行单晶硅棒9的提取，从而回收进行了利用。
最后将单晶硅棒9取下进行切片即可，然后再重复以上步骤，就会将更多的单晶硅棒9提取。
其中，如图4和图5所示，升降机构11包括有电动绕线轮1101、第一拉绳1102和锥形块1103；机架12底部中间固接有电动绕线轮1101，电动绕线轮1101上绕接有第一拉绳1102，第一拉绳1102上固接有锥形块1103，锥形块1103与楔形块17配合；锥形块1103位于炉体4的上方，第一拉绳1102伸入炉体4内与单晶硅棒9固接。
当需要将第一拉绳1102没入到石英坩埚6内的多晶硅料内时，首先启动电动绕线轮1101顺时针转动，进而就会放出第一拉绳1102，此时锥形块1103就会向下移动。当锥形块1103与楔形块17接触时，锥形块1103底部就会将两楔形块17进行挤压，从而向下移动，进而第一拉绳1102就会伸入炉体4内，之后再穿过通孔10没入到石英坩埚6内的多晶硅料内。之后再启动电动绕线轮1101逆时针转动，进而就会收第一拉绳1102，此时熔融状的多晶硅料就会附着在第一拉绳1102上形成单晶硅棒9，之后带动单晶硅棒9向上移动，进而将单晶硅棒9提拉出来。
其中，如图6所示，切除机构23包括有第二滚轮2301、刀片2302、第一固定块2303、第二弹性件2304、第二滑块2305和第二滑轨2306；炉体4两侧上部均固接有第二滑轨2306，第二滑块2305与第二滑轨2306滑动连接；第二滑块2305顶部固接有刀片2302，刀片2302一端伸入炉体4内，刀片2302另一端固接有第二滚轮2301，第二滚轮2301与推杆22下部接触配合；第二滑轨2306顶部远离炉体4的一侧固接有第一固定块2303，第一固定块2303与第二滑块2305之间通过第二弹性件2304连接。
当单晶硅棒9向上移动时，锥形块1103也会向上移动，当锥形块1103顶部与两楔形块17接触时，就会使得两楔形块17背向而行，此时在第一斜板20和第一滚轮21的作用下，两推杆22上端就会背向而行。又由于L形板16与推杆22中部铰接连接，所以此时两推杆22下端就会相向而行。进而推杆22就会推动第二滚轮2301，进而使得两刀片2302相向而行。与此同时单晶硅棒9尖头就会位于两刀片2302之间，进而使得两刀片2302将单晶硅棒9的尖头切掉。
其中，如图7所示，移动机构24包括有第三滑轨2401、第三滑块2402、第三弹性件2403、第二固定块2404、第三连接杆2405、第一导轮2406、第二导轮2407和第二拉绳2408；炉体4一侧下部固接有第三滑轨2401，第三滑块2402与第三滑轨2401滑动连接；第三滑块2402顶部固接有第三连接杆2405，第三连接杆2405伸入炉体4内与罩子8一侧固接；第三滑轨2401顶部固接有第二固定块2404和第一导轮2406，且第二固定块2404靠近第三滑块2402；第二固定块2404与第三滑块2402之间通过第三弹性件2403连接，炉体4一侧固接有第二导轮2407，且第二导轮2407位于第一导轮2406的上方；第二拉绳2408一端与推杆22底端固接，第二拉绳2408另一端绕过第二导轮2407、第一导轮2406与第三连接杆2405固接。
当推杆22下端向靠近刀片2302的方向移动时，就会收第二拉绳2408，此时在第三连接杆2405的作用下，就会带动罩子8向靠近第三滑轨2401的方向运动，从而使得切除掉的单晶硅棒9尖头就会沿着罩子8侧壁掉落到石英坩埚6侧部与多晶硅料混合，之后又可以进行单晶硅棒9的提取。
其中，如图1所示，所述一种半导体单晶硅提拉机还包括有第二斜板25；石英坩埚6内远离移动机构24的一侧上部固接有第二斜板25；所以当切除掉的单晶硅棒9尖头沿着罩子8侧壁掉落时，就会掉落到第二斜板25上，从而起到缓冲作用，从而能够防止单晶硅棒9尖头直接掉落到熔融状的多晶硅料上，使得熔融状的多晶硅料飞溅四起。
提供以上描述仅是为了例示本发明的技术构思，本领域技术人员将理解，在不改变本发明的基本特征的情况下可进行各种改变和修改。因此，本发明的示例实施方式仅出于例示性目的提供，而非旨在限制本发明的技术构思。本公开的技术构思的范围不限于此。因此，应该理解，上述示例性实施方式在所有方面均为例示性的，而非限制本公开。本公开的保护范围应该基于权利要求书来解释，其等同范围内的所有技术构思应该被解释为落入本公开的范围内。
Claims (8)
1.一种半导体单晶硅提拉机，包括有炉体(4)、石墨坩埚(5)、石英坩埚(6)和单晶硅棒(9)，其特征在于，还包括有支撑板(2)、电机(3)、盖子(7)、罩子(8)、升降机构(11)、机架(12)、第一滑轨(13)、第一滑块(14)、第一连接杆(15)、L形板(16)、楔形块(17)、第二连接杆(18)、第一弹性件(19)、第一斜板(20)、第一滚轮(21)、推杆(22)、切除机构(23)和移动机构(24)；两支撑板(2)均固接于地面(1)上，支撑板(2)顶部固接有炉体(4)，炉体(4)顶部铰接连接有盖子(7)；炉体(4)上部两侧均固接有切除机构(23)，切除机构(23)的输出端伸入炉体(4)内；炉体(4)下部一侧固接有移动机构(24)，且移动机构(24)的输出端伸入炉体(4)内；两支撑板(2)之间的地面(1)上固接有电机(3)，电机(3)的输出端伸入炉体(4)内固接有石墨坩埚(5)，石墨坩埚(5)内底部放置有石英坩埚(6)；石墨坩埚(5)顶部放置有罩子(8)，移动机构(24)的输出端与罩子(8)一侧固接，罩子(8)顶部沿竖直方向开有通孔(10)；炉体(4)上方设有机架(12)，机架(12)底部中间固接有升降机构(11)，升降机构(11)的输出端伸入炉体(4)内与单晶硅棒(9)固接；升降机构(11)两侧的机架(12)底部均固接有第一滑轨(13)，第一滑块(14)与第一滑轨(13)滑动连接；第一滑块(14)底部固接有第一连接杆(15)，第一连接杆(15)底部固接有第二连接杆(18)，靠近升降机构(11)的第二连接杆(18)侧部固接有楔形块(17)；第二连接杆(18)底部远离楔形块(17)的一侧固接有第一斜板(20)；远离升降机构(11)的机架(12)底部两侧均固接有L形板(16)，L形板(16)与第一连接杆(15)之间通过第一弹性件(19)连接；L形板(16)端部与推杆(22)中部铰接连接，推杆(22)上端固接有第一滚轮(21)，第一滚轮(21)与第一斜板(20)接触配合，推杆(22)下部与切除机构(23)配合，且推杆(22)底端与移动机构(24)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，升降机构(11)包括有电动绕线轮(1101)、第一拉绳(1102)和锥形块(1103)；机架(12)底部中间固接有电动绕线轮(1101)，电动绕线轮(1101)上绕接有第一拉绳(1102)，第一拉绳(1102)上固接有锥形块(1103)，锥形块(1103)与楔形块(17)配合；锥形块(1103)位于炉体(4)的上方，第一拉绳(1102)伸入炉体(4)内与单晶硅棒(9)固接。
3.根据权利要求2所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，切除机构(23)包括有第二滚轮(2301)、刀片(2302)、第一固定块(2303)、第二弹性件(2304)、第二滑块(2305)和第二滑轨(2306)；炉体(4)两侧上部均固接有第二滑轨(2306)，第二滑块(2305)与第二滑轨(2306)滑动连接；第二滑块(2305)顶部固接有刀片(2302)，刀片(2302)一端伸入炉体(4)内，刀片(2302)另一端固接有第二滚轮(2301)，第二滚轮(2301)与推杆(22)下部接触配合；第二滑轨(2306)顶部远离炉体(4)的一侧固接有第一固定块(2303)，第一固定块(2303)与第二滑块(2305)之间通过第二弹性件(2304)连接。
4.根据权利要求3所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，移动机构(24)包括有第三滑轨(2401)、第三滑块(2402)、第三弹性件(2403)、第二固定块(2404)、第三连接杆(2405)、第一导轮(2406)、第二导轮(2407)和第二拉绳(2408)；炉体(4)一侧下部固接有第三滑轨(2401)，第三滑块(2402)与第三滑轨(2401)滑动连接；第三滑块(2402)顶部固接有第三连接杆(2405)，第三连接杆(2405)伸入炉体(4)内与罩子(8)一侧固接；第三滑轨(2401)顶部固接有第二固定块(2404)和第一导轮(2406)，且第二固定块(2404)靠近第三滑块(2402)；第二固定块(2404)与第三滑块(2402)之间通过第三弹性件(2403)连接，炉体(4)一侧固接有第二导轮(2407)，且第二导轮(2407)位于第一导轮(2406)的上方；第二拉绳(2408)一端与推杆(22)底端固接，第二拉绳(2408)另一端绕过第二导轮(2407)、第一导轮(2406)与第三连接杆(2405)固接。
5.根据权利要求4所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，所述一种半导体单晶硅提拉机还包括有第二斜板(25)；石英坩埚(6)内远离移动机构(24)的一侧上部固接有第二斜板(25)。
6.根据权利要求5所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，机架(12)的材质为不锈钢。
7.根据权利要求6所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，第一斜板(20)与水平面的夹角为120度。
8.根据权利要求7所述的一种半导体单晶硅提拉机，其特征在于，锥形块(1103)为实心体。
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