CN112501682B - 一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于单晶炉中炉筒升降技术领域，尤其是一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，针对现有的单晶炉中炉筒升降旋转装置不能保证中炉筒升降的稳定性的问题，现提出以下方案，包括底板，所述底板的顶部外壁通过轴承连接有转杆，所述转杆的顶端外壁通过螺栓固定有转板，所述转板顶部外壁的两侧均通过螺栓固定有滑竿，所述滑竿的外壁滑动连接有第二滑套，所述第二滑套的外壁通过螺栓固定有升降杆，所述升降杆的顶端外壁通过螺栓固定有滑块。本发明通过两边均设置有电动伸缩杆同时推动两个升降杆移动可以保证中炉筒升降的稳定性，通过固定板和伸缩板的配合可以进一步增强中炉筒升降时的稳定性，同时可以保证中炉筒升降时发生侧翻。

Description

一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置

技术领域

本发明涉及单晶炉中炉筒升降技术领域，尤其涉及一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体（氮气、氦气为主）环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备，单晶直径在生长过程中可受到温度，提拉速度与转速，坩埚跟踪速度与转速，保护气体的流速等因素的影响。其中温度主要决定能否成晶，而速度将直接影响到晶体的内在质量，而这种影响却只能在单晶拉出后通过检测才能获知。温度分布合适的热场，不仅单晶生长顺利，而且品质较高；如果热场的温度分布不是很合理,生长单晶的过程中容易产生各种缺陷,影响质量，情况严重的出现变晶现象生长不出来单晶。

勾型磁场需要利用升降装置来进行位置调整及精确定位。一方面，为了有效抑制熔体的对流，要求勾型磁场产生的磁感应强度在坩埚内壁的径向分量应达到1200GS以上，这导致勾形磁场的尺寸(外径1900mm)和重量(10吨左右)都很大，从而使其升降系统的尺寸和功率也较大，升降过程中惯性大、平稳性差，传统的采用4个电机分别驱动4跟丝杆的升降方式很难实现磁场的升降同步和对磁场的零高斯面的精确定位；同时由于勾形磁场内表面与单晶炉的主炉室外表面之间的空隙一般比较小，要求其安装定位精度较高，负责单晶炉的主炉室外的测温装置会与磁场发生干涉，对于大尺寸勾形磁场来说其安装调整就更加困难。

但是在实际使用过程中，由于半导体单晶体的生长过程对磁场有着严格的要求，因此常常需要改变中炉筒的高度和角度，现有的单晶炉中炉筒升降旋转装置不能保证中炉筒升降的稳定性，实用性较差。

发明内容

基于现有的单晶炉中炉筒升降旋转装置不能保证中炉筒升降的稳定性的技术问题，本发明提出了一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置。

本发明提出的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，包括底板，所述底板的顶部外壁通过轴承连接有转杆，所述转杆的顶端外壁通过螺栓固定有转板，所述转板顶部外壁的两侧均通过螺栓固定有滑竿，所述滑竿的外壁滑动连接有第二滑套，所述第二滑套的外壁通过螺栓固定有升降杆，所述升降杆的顶端外壁通过螺栓固定有滑块，所述底板的一边外壁通过螺栓固定有固定板，所述固定板的顶部外壁开有插接孔，所述插接孔的内壁插接有伸缩板，所述伸缩板的底部外壁通过轴承连接有升降板，所述升降板的底部外壁开有第一滑槽，所述第一滑槽的内壁通过螺栓固定有第一滑轨，所述滑块的外壁与第一滑轨的内壁形成滑动配合，所述转板的两侧外壁均通过螺栓固定有侧板，所述侧板的一侧外壁通过螺栓固定有电动伸缩杆，所述升降板的一边外壁设置有中炉筒固定机构，所述底板的顶部外壁设置有旋转机构，所述电动伸缩杆活塞杆的一端通过螺栓固定有第一滑套，且第一滑套的内壁与升降杆的外壁形成滑动配合，所述中炉筒固定机构包括顶板和中炉筒本体，顶板的底部外壁通过螺栓固定有挂板，且挂板的顶部外壁开有等距离分布的插接孔，插接孔的内壁插接有固定扣，固定扣的外壁套接有伸缩弹簧，所述中炉筒本体的顶部外壁通过螺栓固定有连接板，且连接板和中炉筒本体之间形成卡接槽，卡接槽的内壁和固定扣的外壁配合使用，所述滑竿的顶端外壁通过螺栓固定有挡板，且挡板和升降板配合使用。

优选地，所述旋转机构包括竖板，竖板的一侧外壁通过螺栓固定有电机，且电机的输出轴通过联轴器连接有主动齿轮。

优选地，所述转杆的外壁通过螺栓固定有从动齿轮，且主动齿轮和从动齿轮相啮合。

优选地，所述底板的顶部外壁开有环形滑槽，且环形滑槽的内壁通过螺栓固定有环形滑轨，转杆的两边外壁与底部外壁的两侧均通过螺栓固定有安装杆，安装杆的一端通过螺栓固定有万向轮，万向轮的外壁与环形滑轨的内壁形成滑动配合。

本发明中的有益效果为：

1、本发明通过设置有侧板、电动伸缩杆、升降杆、滑竿、第二滑套、升降板和第一滑轨，在对中炉筒进行升降时，启动电动伸缩杆推动升降杆左右移动，升降杆在左右移动的同时带动第二滑套在滑竿上面滑动，从而可以带动升降杆上下移动，当升降杆上下移动的同时可以带动滑块在第一滑轨内壁滑动，因此升降杆可以带动升降板上下移动，通过这种方式可以配合升降板对中炉筒进行升降，通过两边均设置有电动伸缩杆同时推动两个升降杆移动可以保证中炉筒升降的稳定性，通过固定板和伸缩板的配合可以进一步增强中炉筒升降时的稳定性，同时可以保证中炉筒升降时发生侧翻，结构合理，实用性较强。

2、本发明通过设置有挂板、固定扣、伸缩弹簧、连接板和中炉筒本体，需要将中炉筒本体进行固定时，由于各个中炉筒本体的大小是不同的，当对中炉筒本体进行固定时，先将活动连接的固定扣扣在中炉筒本体外壁的连接板底部，通过伸缩弹簧可以对固定扣和挂板的连接处进行缓冲和保护，当电动伸缩杆配合第一滑套将中炉筒本体向上吊起时，固定扣可以紧紧地扣在连接板的内壁，固定效果较好。

3、本发明通过设置有主动齿轮、从动齿轮和电机，需要改变中炉筒本体的角度时，启动电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动转杆转动，转杆带动整个转板转动，进而转板可以带动中炉筒本体进行稳定的转动。

4、本发明通过设置有环形滑轨、安装杆和万向轮，通过在转板的四周都设置有安装杆，然后在安装杆的一端设置万向轮，然后通过万向轮和环形滑轨配合可以进一步增强转板转动时的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例1提出的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置的中炉筒本体立体结构图；

图3为本发明提出的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置的滑竿立体结构图；

图4为本发明实施例2提出的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置的环形滑轨立体结构图。

图中：1第一滑套、2电动伸缩杆、3固定板、4底板、5从动齿轮、6中炉筒本体、7挂板、8顶板、9侧板、10升降板、11伸缩板、12挡板、13滑竿、14固定扣、15连接板、16伸缩弹簧、17第一滑轨、18第二滑套、19转板、20升降杆、21主动齿轮、22电机、23安装杆、24环形滑轨、25万向轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

参照图1-3，一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，包括底板4，底板4的顶部外壁通过轴承连接有转杆，转杆的顶端外壁通过螺栓固定有转板19，转板19顶部外壁的两侧均通过螺栓固定有滑竿13，滑竿13的外壁滑动连接有第二滑套18，第二滑套18的外壁通过螺栓固定有升降杆20，升降杆20的顶端外壁通过螺栓固定有滑块，底板4的一边外壁通过螺栓固定有固定板3，固定板3的顶部外壁开有插接孔，插接孔的内壁插接有伸缩板11，伸缩板11的底部外壁通过轴承连接有升降板10，升降板10的底部外壁开有第一滑槽，第一滑槽的内壁通过螺栓固定有第一滑轨17，滑块的外壁与第一滑轨17的内壁形成滑动配合，转板19的两侧外壁均通过螺栓固定有侧板9，侧板9的一侧外壁通过螺栓固定有电动伸缩杆2，升降板10的一边外壁设置有中炉筒固定机构，底板4的顶部外壁设置有旋转机构，在对中炉筒进行升降时，启动电动伸缩杆2推动升降杆20左右移动，升降杆20在左右移动的同时带动第二滑套18在滑竿13上面滑动，从而可以带动升降杆20上下移动，当升降杆20上下移动的同时可以带动滑块在第一滑轨17内壁滑动，因此升降杆20可以带动升降板10上下移动，通过这种方式可以配合升降板10对中炉筒进行升降，通过两边均设置有电动伸缩杆2同时推动两个升降杆20移动可以保证中炉筒升降的稳定性，通过固定板3和伸缩板11的配合可以进一步增强中炉筒升降时的稳定性，同时可以保证中炉筒升降时发生侧翻。

本发明中电动伸缩杆2活塞杆的一端通过螺栓固定有第一滑套1，且第一滑套1的内壁与升降杆20的外壁形成滑动配合。

本发明中中炉筒固定机构包括顶板8和中炉筒本体6，顶板8的底部外壁通过螺栓固定有挂板7，且挂板的顶部外壁开有等距离分布的插接孔，插接孔的内壁插接有固定扣14，固定扣14的外壁套接有伸缩弹簧16，需要将中炉筒本体6进行固定时，由于各个中炉筒本体6的大小是不同的，当对中炉筒本体6进行固定时，先将活动连接的固定扣14扣在中炉筒本体6外壁的连接板15底部，通过伸缩弹簧16可以对固定扣14和挂板7的连接处进行缓冲和保护。

本发明中中炉筒本体6的顶部外壁通过螺栓固定有连接板15，且连接板15和中炉筒本体6之间形成卡接槽，卡接槽的内壁和固定扣14的外壁配合使用，当电动伸缩杆2配合第一滑套1将中炉筒本体6向上吊起时，固定扣14可以紧紧地扣在连接板15的内壁。

本发明中滑竿13的顶端外壁通过螺栓固定有挡板12，且挡板12和升降板10配合使用。

本发明中旋转机构包括竖板，竖板的一侧外壁通过螺栓固定有电机22，且电机22的输出轴通过联轴器连接有主动齿轮21。

本发明中转杆的外壁通过螺栓固定有从动齿轮5，且主动齿轮21和从动齿轮5相啮合，需要改变中炉筒本体6的角度时，启动电机22带动主动齿轮21转动，主动齿轮21带动从动齿轮5转动，从动齿轮5带动转杆转动，转杆带动整个转板19转动，进而转板19可以带动中炉筒本体6进行稳定的转动。

使用时，在对中炉筒进行升降时，启动电动伸缩杆2推动升降杆20左右移动，升降杆20在左右移动的同时带动第二滑套18在滑竿13上面滑动，从而可以带动升降杆20上下移动，当升降杆20上下移动的同时可以带动滑块在第一滑轨17内壁滑动，因此升降杆20可以带动升降板10上下移动，通过这种方式可以配合升降板10对中炉筒进行升降，通过两边均设置有电动伸缩杆2同时推动两个升降杆20移动可以保证中炉筒升降的稳定性，通过固定板3和伸缩板11的配合可以进一步增强中炉筒升降时的稳定性，同时可以保证中炉筒升降时发生侧翻，需要将中炉筒本体6进行固定时，由于各个中炉筒本体6的大小是不同的，当对中炉筒本体6进行固定时，先将活动连接的固定扣14扣在中炉筒本体6外壁的连接板15底部，通过伸缩弹簧16可以对固定扣14和挂板7的连接处进行缓冲和保护，当电动伸缩杆2配合第一滑套1将中炉筒本体6向上吊起时，固定扣14可以紧紧地扣在连接板15的内壁，需要改变中炉筒本体6的角度时，启动电机22带动主动齿轮21转动，主动齿轮21带动从动齿轮5转动，从动齿轮5带动转杆转动，转杆带动整个转板19转动，进而转板19可以带动中炉筒本体6进行稳定的转动。

实施例2：

参照图4，一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，本实施例相较于实施例1，还包括底板4的顶部外壁开有环形滑槽，且环形滑槽的内壁通过螺栓固定有环形滑轨24，转杆的两边外壁与底部外壁的两侧均通过螺栓固定有安装杆23，安装杆23的一端通过螺栓固定有万向轮25，万向轮25的外壁与环形滑轨24的内壁形成滑动配合。

使用时，通过在转板19的四周都设置有安装杆23，然后在安装杆23的一端设置万向轮25，然后通过万向轮25和环形滑轨24配合可以进一步增强转板19转动时的稳定性，通过在转板19的四周都设置有安装杆23，然后在安装杆23的一端设置万向轮25，然后通过万向轮25和环形滑轨24配合可以进一步增强转板19转动时的稳定性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，包括底板（4），其特征在于，所述底板（4）的顶部外壁通过轴承连接有转杆，所述转杆的顶端外壁通过螺栓固定有转板（19），所述转板（19）顶部外壁的两侧均通过螺栓固定有滑竿（13），所述滑竿（13）的外壁滑动连接有第二滑套（18），所述第二滑套（18）的外壁通过螺栓固定有升降杆（20），所述升降杆（20）的顶端外壁通过螺栓固定有滑块，所述底板（4）的一边外壁通过螺栓固定有固定板（3），所述固定板（3）的顶部外壁开有插接孔，所述插接孔的内壁插接有伸缩板（11），所述伸缩板（11）的底部外壁通过轴承连接有升降板（10），所述升降板（10）的底部外壁开有第一滑槽，所述第一滑槽的内壁通过螺栓固定有第一滑轨（17），所述滑块的外壁与第一滑轨（17）的内壁形成滑动配合，所述转板（19）的两侧外壁均通过螺栓固定有侧板（9），所述侧板（9）的一侧外壁通过螺栓固定有电动伸缩杆（2），所述升降板（10）的一边外壁设置有中炉筒固定机构，所述底板（4）的顶部外壁设置有旋转机构，所述电动伸缩杆（2）活塞杆的一端通过螺栓固定有第一滑套（1），且第一滑套（1）的内壁与升降杆（20）的外壁形成滑动配，所述中炉筒固定机构包括顶板（8）和中炉筒本体（6），顶板（8）的底部外壁通过螺栓固定有挂板（7），且挂板的顶部外壁开有等距离分布的插接孔，插接孔的内壁插接有固定扣（14），固定扣（14）的外壁套接有伸缩弹簧（16），所述中炉筒本体（6）的顶部外壁通过螺栓固定有连接板（15），且连接板（15）和中炉筒本体（6）之间形成卡接槽，卡接槽的内壁和固定扣（14）的外壁配合使用，所述滑竿（13）的顶端外壁通过螺栓固定有挡板（12），且挡板（12）和升降板（10）配合使用。

2.根据权利要求1所述的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，其特征在于，所述旋转机构包括竖板，竖板的一侧外壁通过螺栓固定有电机（22），且电机（22）的输出轴通过联轴器连接有主动齿轮（21）。

3.根据权利要求1所述的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，其特征在于，所述转杆的外壁通过螺栓固定有从动齿轮（5），且主动齿轮（21）和从动齿轮（5）相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种半导体单晶炉中炉筒升降旋转装置，其特征在于，所述底板（4）的顶部外壁开有环形滑槽，且环形滑槽的内壁通过螺栓固定有环形滑轨（24），转杆的两边外壁与底部外壁的两侧均通过螺栓固定有安装杆（23），安装杆（23）的一端通过螺栓固定有万向轮（25），万向轮（25）的外壁与环形滑轨（24）的内壁形成滑动配合。

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