CN112647124A - 晶体生长设备的提拉系统及晶体生长设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶体生长设备的提拉系统及晶体生长设备，提拉系统包括：固定支架、籽晶轴和密封组件。籽晶轴为刚性件，密封组件设在固定支架上且套设在籽晶轴的下端，籽晶轴相对密封组件可上下移动且绕籽晶轴的中心轴线可转动，密封组件与籽晶轴的外周面之间限定出适于容纳润滑油的润滑间隙，密封组件上形成有与润滑间隙连通的第一进口和第一出口，润滑油适于从第一进口进入润滑间隙，并适于从第一出口流出润滑间隙。根据本发明实施例的提拉系统，籽晶轴的旋转和提升更为稳定，有利于晶体中原子的排列和生长，并且籽晶轴下端的密封组件能进一步使籽晶轴更加稳定运行，从而有效提升晶体生长质量。

Description

晶体生长设备的提拉系统及晶体生长设备

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，尤其是涉及一种晶体生长设备的提拉系统及晶体生长设备。

背景技术

晶体生长设备按照晶体生长方法可分为提拉法、坩埚下降法、区熔法等。其中，提拉法又称乔赫拉斯基法，是晶体生长领域中应用最广，产量最大的晶体制备方法。其基本原理是利用籽晶从坩埚熔体中向上提拉，使晶体按籽晶的晶向垂直向上生长成所需要直径的晶体。

利用晶体生长设备生产晶体需要在籽晶轴上安装籽晶，让籽晶与熔体接触，当籽晶与熔体的固液界面存在温度差时，固液界面上的熔体过冷，则沿籽晶晶向进行晶体生长。为了使晶体不断长大，就需要逐渐降低熔体的温度，同时旋转晶体，改善熔体的温度分布，也可以缓慢的上提拉晶体，以扩大散热面，晶体在生长的过程中始终不与坩埚壁接触。

相关技术中使用的籽晶轴为钨丝绳加石墨重锤，由于钨丝绳加石墨重锤有钟摆现象，不利于晶体中原子的排列及生长，影响了晶体的生长质量。

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晶体生长设备的提拉系统，在晶体生长过程中，该提拉系统中籽晶轴的旋转和提升都非常稳定，有利于晶体中原子的排列和生长，且提拉系统中的密封组件能进一步使籽晶轴更加稳定运行，从而可以有效提升晶体生长质量。

本发明还提出了一种具有上述提拉系统的晶体生长设备。

根据本发明第一方面实施例的晶体生长设备的提拉系统，包括：固定支架；籽晶轴，所述籽晶轴可上下移动地设在所述固定支架上，所述籽晶轴绕所述籽晶轴的中心轴线可转动，所述籽晶轴为刚性件；密封组件，所述密封组件设在所述固定支架上且套设在所述籽晶轴的下端，所述籽晶轴相对所述密封组件可上下移动且可转动，所述密封组件与所述籽晶轴的外周面之间限定出适于容纳润滑油的润滑间隙，所述密封组件上形成有与所述润滑间隙连通的第一进口和第一出口，润滑油适于从所述第一进口进入所述润滑间隙，并适于从所述第一出口流出所述润滑间隙。

根据本发明实施例的晶体生长设备的提拉系统，通过将籽晶轴设置为刚性件，在晶体生长设备工作的过程中，有效避免或减少籽晶轴出现抖动的现象，使得籽晶轴的旋转和提升更为稳定，有利于晶体中原子的排列和生长；此外，通过在籽晶轴的下端套设密封组件且使得密封组件与籽晶轴的外周面之间限定出润滑间隙，通过润滑油流入和流出润滑间隙，不仅起到润滑作用，同时通过润滑油的流动将籽晶轴上的异物带走，确保密封组件处的真空不泄露，能进一步使籽晶轴更加稳定运行，有效提升晶体生长质量。

根据本发明的一些实施例，所述提拉系统包括：储油器，所述储油器内限定出用于容纳润滑油的储油腔，所述储油器具有与所述储油腔连通的第二进口和第二出口，所述储油器内的润滑油适于从所述第二出口流出并从所述第一进口流入所述润滑间隙，所述润滑间隙内的润滑油适于从所述第二出口流出并从所述第二进口流入所述储油腔。

在本发明的一些可选实施例中，所述储油腔与外界大气连通，在所述晶体生长设备工作时，所述储油器内的润滑油液面高于所述润滑间隙内的润滑油液面。

可选地，所述储油腔的最低位置高于所述润滑间隙的最高位置。

根据本发明的一些实施例，所述密封组件包括：密封座，所述密封座设在所述固定支架上且套设在所述籽晶轴上，所述第一进口和所述第一出口均形成在所述密封座上；第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和所述第二密封件均设在所述密封座内且相对所述密封座固定，所述第一密封件和所述第二密封件在上下方向上间隔排布，所述第一密封件和所述第二密封件均套设在所述籽晶轴上，所述籽晶轴、所述密封座、所述第一密封件和所述第二密封件共同限定出所述润滑间隙。

在本发明的一些可选实施例中，所述第一密封件为沿上下方向排布的多个；和/或，所述第二密封件为沿上下方向排布的多个。

进一步地，所述密封组件还包括第一间隔垫片，所述第一间隔垫片设在相邻两个所述第一密封件之间；和/或，所述密封组件还包括第二间隔垫片，所述第二间隔垫片设在相邻两个所述第二密封件之间。

在本发明的一些可选实施例中，所述密封组件还包括：密封支撑，所述密封支撑设在所述密封座内且位于所述第一密封件和所述第二密封件之间，所述密封支撑与所述密封座相连，最邻近所述密封支撑的所述第一密封件以及最邻近所述密封支撑的所述第二密封件均与所述密封支撑相连，所述籽晶轴、所述密封座、所述第一密封件、所述第二密封件和所述密封支撑共同限定出所述润滑间隙。

根据本发明的一些实施例，用于驱动所述籽晶轴转动的第一驱动机构包括中空轴电机，所述中空轴电机套设在所述籽晶轴上，且所述籽晶轴相对所述中空轴电机的转子固定。

根据本发明的一些实施例，用于驱动所述籽晶轴上下移动的第二驱动机构包括：电机，所述电机设在所述固定支架上；丝杠，所述丝杠包括螺纹连接的螺杆和螺母，所述螺杆与所述电机的输出轴相连，在所述螺母上下移动时所述螺母可带动所述籽晶轴上下移动，且所述籽晶轴相对所述螺母可转动。

在本发明的一些可选实施例中，所述提拉系统包括：滚动轴承，所述滚动轴承套设在所述籽晶轴上，所述籽晶轴相对所述滚动轴承的内圈固定，所述滚动轴承的外圈与所述螺母相连。

进一步地，所述提拉系统包括：滑座，所述滚动轴承设在所述滑座上，且所述滚动轴承的外圈相对所述滑座固定，所述滑座与所述螺母相连；滑轨，所述滑轨设在所述固定支架上且沿上下方向延伸，所述滑座沿上下方向可滑动地配合在所述滑轨上。

可选地，用于驱动所述籽晶轴转动的第一驱动机构包括中空轴电机，所述中空轴电机连接在所述滑座上，所述中空轴电机套设在所述籽晶轴上，且所述籽晶轴相对所述中空轴电机的转子固定。

根据本发明的一些实施例，所述籽晶轴为中空杆，所述籽晶轴内具有中空腔且所述中空腔的底部封闭，所述提拉系统还包括冷却管，所述冷却管设在所述中空腔内，所述冷却管内限定出进液腔，所述冷却管的外周壁与所述中空腔的内周壁之间限定出出液腔，所述出液腔与所述进液腔连通，冷却液适于流入所述进液腔并经所述出液腔流出。

在本发明的一些可选实施例中，所述冷却管的底面与所述中空腔的底壁间隔开，以形成连通所述进液腔和所述出液腔的连通通道。

在本发明的一些可选实施例中，所述冷却管的顶端敞开以构成进液口，所述进液口与所述进液腔连通，所述冷却管的顶面高出所述籽晶轴的顶面，所述提拉系统还包括：旋转套，所述旋转套套设在所述籽晶轴的上端和所述冷却管的上端，且所述旋转套相对所述籽晶轴以及所述冷却管固定，所述旋转套上形成有与所述出液腔连通的出液口。

在本发明的一些可选实施例中，所述提拉系统包括：流量计和温度计，所述流量计用于检测单位时间内冷却液的流量，所述温度计用于检测所述籽晶轴的温度，所述温度计与所述流量计之间通信。

根据本发明第二方面实施例的晶体生长设备，包括：坩埚，所述坩埚内限定出用于容纳和生长晶体的生长腔；提拉系统，所述提拉系统为根据本发明上述第一方面实施例的晶体生长设备的提拉系统，所述固定支架包括封盖所述生长腔的密封盖，所述密封盖上形成有穿孔，所述籽晶轴的下端穿过所述穿孔并伸入至所述生长腔内，所述密封组件设在所述穿孔的内周壁与所述籽晶轴之间。

根据本发明实施例的晶体生长设备，通过设置上述的提拉系统，在晶体生长设备工作的过程中，可以避免或减少籽晶轴出现抖动的现象，使得籽晶轴的旋转和提升更为稳定，更有利于晶体中原子的排列和生长；并且，通过在籽晶轴的下端套设密封组件且使得密封组件与籽晶轴的外周面之间限定出润滑间隙，通过润滑油流入和流出润滑间隙，不仅可以起到润滑作用，同时通过润滑油的流动可以将籽晶轴上的异物带走，确保密封组件处的真空不泄露，能进一步使籽晶轴更加稳定运行，有效提升晶体生长质量。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一些实施例的晶体生长设备的提拉系统的示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是根据本发明一些实施例的晶体生长设备的提拉系统的密封组件与籽晶轴配额和示意图。

附图标记：

提拉系统100；

固定支架1；密封盖11；

籽晶轴2；

密封组件3；密封座31；第一进口311；第一出口312；第一密封件32；第一间隔垫片321；第二密封件33；第二间隔垫片331；密封支撑34；润滑间隙35；

储油器4；储油腔41；第二进口42；第二出口43；第一连接管44；第二连接管45；阀门46；

中空轴电机5；

电机61；丝杠62；滑座63；滑轨64；

冷却管71；进液口711；进液腔712；出液腔72；连通通道73；旋转套74；出液口741；接水盘75。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的晶体生长设备的提拉系统100，所述晶体生长设备可以用于生长单晶，例如可以用于生长单晶硅。

如图1所示，根据本发明第一方面实施例的晶体生长设备的提拉系统100，包括：固定支架1、籽晶轴2和密封组件3。

籽晶轴2可上下移动地设在固定支架1上，籽晶轴2绕籽晶轴2的中心轴线可转动，籽晶轴2为刚性件，例如籽晶轴2可以为金属杆。通过将籽晶轴2设置为刚性件，使得籽晶轴2具有较好的刚性，在晶体生长设备工作的过程中，可以避免或减少籽晶轴2出现抖动的现象，使得籽晶轴2的旋转和提升更为稳定，更有利于晶体的排列和生长。

密封组件3设在固定支架1上且密封组件3套设在籽晶轴2的下端，密封组件3可以连接固定在固定支架1上。例如晶体生长设备包括坩埚，坩埚内限定出用于容纳和生长晶体的生长腔，固定支架1包括封盖生长腔的密封盖11，密封盖11上形成有穿孔，籽晶轴2的下端穿过穿孔并伸入至生长腔内，密封组件3设在穿孔的内周壁与籽晶轴2之间，密封组件3连接固定在密封盖11上，籽晶轴2相对密封组件3可上下移动且可转动，密封组件3用于密封密封盖11与籽晶轴2之间的间隙，防止外部空气进入生长腔内。

其中，密封组件3与籽晶轴2的外周面之间限定出适于容纳润滑油的润滑间隙35，容纳在润滑间隙35内的润滑油，可以对籽晶轴2的运动起到润滑作用，减少籽晶轴2与密封组件3的之间的摩擦磨损。密封组件3上形成有与润滑间隙35连通的第一进口311和第一出口312，润滑油适于从第一进口311进入润滑间隙35，并适于从第一出口312流出润滑间隙35。在晶体生长设备工作时，可以使得润滑油从密封组件3的第一进口311进入润滑间隙35内，在润滑油进入润滑间隙35后，可以起到润滑作用，润滑间隙35内的润滑油可以从密封组件3的第一出口312流出。籽晶轴2上附着的异物(所述异物包括晶体生长设备工作时产生的细小灰尘颗粒)可以通过润滑间隙35内的润滑油带走，混有异物的润滑油从第一出口312流出润滑间隙35，润滑间隙35内经第一进口311又重新注入润滑油，由此往复，利用流动的润滑油可以清洁籽晶轴2上的异物，可以确保密封组件3处的真空不泄露，使得籽晶轴的运行更加稳定，从而可以提升晶体生长质量。

根据本发明实施例的晶体生长设备的提拉系统100，通过将籽晶轴2设置为刚性件，在晶体生长设备工作的过程中，可以避免或减少籽晶轴2出现抖动的现象，使得籽晶轴2的旋转和提升更为稳定，更有利于晶体中原子的排列和生长；并且，通过在籽晶轴2的下端套设密封组件3且使得密封组件3与籽晶轴2的外周面之间限定出润滑间隙35，通过润滑油流入和流出润滑间隙35，不仅可以起到润滑作用，同时通过润滑油的流动可以将籽晶轴2上的异物带走，可以确保密封组件3处的真空不泄露，进一步使籽晶轴更加稳定运行，密封效果更好，从而可以有效提升晶体生长质量。

根据本发明的一些实施例，参照图1和图3(图3中的箭头方向为润滑油的流动方向)，提拉系统100包括：储油器4，储油器4内限定出用于容纳润滑油的储油腔41，储油器4具有与储油腔41连通的第二进口42和第二出口43，储油器4内的润滑油适于从第二出口43流出并从第一进口311流入润滑间隙35，润滑间隙35内的润滑油适于从第一出口312流出并从第二进口42流入储油腔41。通过设置的储油器4，可以方便地实现润滑油的重复利用，节约资源。例如，在晶体生长设备工作之前，可以先在储油器4内注入适量的润滑油，在晶体生长设备工作时，可以使得储油器4从第二出口43流出储油器4，并经过第一进口311流入润滑间隙35内，润滑间隙35内的润滑油起到润滑作用的同时，可以清洁籽晶轴2上的异物，混有异物的润滑油可以从第一出口312流出密封组件3，并从第二进口42流入储油器4的储油腔41内，从而通过流动的润滑油可以将籽晶轴2上的异物带走，同时储油器4内润滑油可以重复利用。

在本发明的一些可选实施例中，参照图3，储油腔41与外界大气连通，在晶体生长设备工作时，储油器4内的润滑油液面高于润滑间隙35内的润滑油液面。由此，通过将储油腔41与外界大气连通，且在晶体生长设备工作时，使得储油器4内的润滑油液面高于润滑间隙35内的润滑油液面，可以利用外界大气压以及储油器4内的润滑油液面与润滑间隙35内的润滑油液面的高度差作为驱动力，可以使得储油器4内的润滑油流入润滑间隙35内。例如，在籽晶轴2向下移动时，储油器4内润滑油流入润滑间隙35内；在籽晶轴2向上移动时，籽晶轴2将润滑间隙35内润滑油向上挤压并通过第一出口312流出润滑间隙35，并经第二进口42回流至储油腔41内。该设置无需额外增加用于驱动润滑油流动的动力机构，节约成本，且使得提拉系统100的零部件数量减少、结构简单。

可选地，参照图3，第二出口43和第一进口311之间可以通过第一连接管44相连，从第二出口43流出的润滑油经第一连接管44流入第一进口311；第一出口312和第二进口42之间可以通过第二连接管45相连，从第一出口312流出的润滑油经第二连接管45流入第二进口42。进一步地，第一连接管44上可以串接有阀门46，该阀门46可以为手阀，在晶体生长设备工作时，阀门46打开，从而使得第一连接管44导通；在晶体生长设备不工作时，阀门46关闭，从而使得第一连接管44截断。

具体地，在晶体生长设备工作之前，可以向储油器4内注入适量的润滑油，例如可以储油器4内注入占储油腔41容积2/3的润滑油，打开阀门46，使得储油器4内的润滑油流入润滑间隙35内并使得润滑油充满润滑间隙35。在润滑间隙35内充满润滑油之后，可以启动晶体生长设备工作，在籽晶轴2向下移动时，储油器4内润滑油流入润滑间隙35内；在籽晶轴2向上移动时，籽晶轴2将润滑间隙35内润滑油向上挤压并通过第一出口312流出润滑间隙35，并经第二进口42回流至储油腔41内，如此往复形成循环。在储油器4内的润滑油的颜色变暗时，说明润滑油内含有的异物较多，可以更换储油器4内的润滑油。其中，储油器4的外壳可以设置为透明的，这样方便观察储油器4内的润滑油的颜色，便于及时更换储油器4内的润滑油。

可选地，参照图3，储油腔41的最低位置高于润滑间隙35的最高位置。由此，无论储油腔41内的润滑油的量多少，均可以保证储油腔41的润滑油液面高于润滑间隙35内的润滑油液面，从而即使在储油腔41内的润滑油量较少时，依然可以使得储油器4内的润滑油流入润滑间隙35内。

根据本发明的一些实施例，参照图1和图3，密封组件3包括：密封座31、第一密封件32和第二密封件33，其中密封座31可以为金属座，第一密封件32和第二密封件33均可以为密封圈，例如第一密封件32和第二密封件33可以为橡胶件或硅胶件。密封座31设在固定支架1上且密封座31套设在籽晶轴2上，例如密封座31设于上述密封盖11的穿孔内，密封座31可以连接固定在密封盖11上，密封座31套设在籽晶轴2的下端，即籽晶轴2的下端穿设于密封座31，第一进口311和第一出口312均形成在密封座31上，例如第一进口311和第一出口312均形成在密封座31的周向侧壁上，第一进口311和第一出口312可以位于密封座31的径向相对两侧。

第一密封件32和第二密封件33均设在密封座31内且相对密封座31固定，第一密封件32和第二密封件33在上下方向上间隔排布，第一密封件32和第二密封件33均套设在籽晶轴2上，籽晶轴2相对密封座31、第一密封件32和第二密封件33均可上下移动且可转动。籽晶轴2、密封座31、第一密封件32和第二密封件33共同限定出上述润滑间隙35。由此，通过将密封组件3设置为包括上述的密封座31以及上下间隔排布的第一密封件32和第二密封件33，方便润滑间隙35的形成，并且通过设置的上下排布的第一密封件32和第二密封件33，可以防止外部空气进入晶体生长设备的生长腔内，并且可以防止润滑间隙35内的润滑油泄漏。

在本发明的一些可选实施例中，参照图3，第一密封件32为沿上下方向排布的多个(例如两个)。由此，通过将第一密封件32设置为沿上下方向排布的多个，可以增强密封效果，并且可以提高密封的可靠性。

需要解释的是，本发明所述的“多个”是指两个或两个以上。

进一步地，密封组件3还包括第一间隔垫片321，第一间隔垫片321设在相邻两个第一密封件32之间，第一间隔垫片321可以为金属垫片。通过在相邻的两个第一密封件32之间设置第一间隔垫片321，在保证密封效果的同时，可以提升密封组件3的结构刚性和可靠性。

在本发明的一些可选实施例中，参照图3，第二密封件33为沿上下方向排布的多个(例如两个)。由此，通过将第二密封件33设置为沿上下方向排布的多个，可以增强密封效果，并且可以提高密封的可靠性。

进一步地，密封组件3还包括第二间隔垫片331，第二间隔垫片331设在相邻两个第二密封件33之间，第二间隔垫片331可以为金属垫片。通过在相邻的两个第二密封件33之间设置第二间隔垫片331，在保证密封效果的同时，可以提升密封组件3的结构刚性和可靠性。

在本发明的一些可选实施例中，参照图3，密封组件3还包括：密封支撑34，密封支撑34设在密封座31内且位于第一密封件32和第二密封件33之间，密封支撑34与密封座31相连，最邻近密封支撑34的第一密封件32以及最邻近密封支撑34的第二密封件33均与密封支撑34相连，籽晶轴2、密封座31、第一密封件32、第二密封件33和密封支撑34共同限定出润滑间隙35。由此，通过设置的密封支撑34，可以起到对第一密封件32和第二密封件33的结构支撑作用，提高密封组件3的结构可靠性。

根据本发明的一些实施例，参照图1，用于驱动籽晶轴2转动的第一驱动机构包括中空轴电机5，中空轴电机5套设在籽晶轴2上，且籽晶轴2相对中空轴电机5的转子固定。在中空轴电机5工作时，中空轴电机5的转子转动，从而直接驱动籽晶轴2转动，使得驱动籽晶轴2转动的驱动结构简单，省去了相关技术中的减速机、多楔带轮、多楔带及连接支撑等零部件，节省空间，降低成本，更换方便。

根据本发明的一些实施例，参照图1，用于驱动籽晶轴2上下移动的第二驱动机构包括：电机61和丝杠62。电机61设在固定支架1上，电机61可以为伺服电机，丝杠62包括螺纹连接的螺杆和螺母，螺杆与电机61的输出轴相连，在电机61工作时，电机61驱动螺杆转动，由于螺母与螺杆螺纹连接，螺杆的转动可以转化为螺母的上下移动。在螺母上下移动时，螺母可带动籽晶轴2上下移动，且籽晶轴2相对螺母可转动。由此，通过将用于驱动籽晶轴2上下移动的第二驱动机构设置为包括电机61和丝杠62的结构，方便驱动籽晶轴2上下移动且该驱动结构简单。

在本发明的一些可选实施例中，提拉系统100包括：滚动轴承，滚动轴承套设在籽晶轴2上，籽晶轴2相对滚动轴承的内圈固定，籽晶轴2与滚动轴承的内圈相连，滚动轴承的外圈与螺母相连。在螺母上下移动时，螺母带动滚动轴承上下移动，从而可以带动籽晶轴2上下移动。通过设置的滚动轴承，可以方便实现籽晶轴2上下移动的同时，可以实现籽晶轴2相对螺母转动。

进一步地，参照图1，提拉系统100包括：滑座63和滑轨64，滚动轴承设在滑座63上，且滚动轴承的外圈相对滑座63固定，滚动轴承的外圈可以与滑座63相连，滑座63与螺母相连，在螺母上下移动时，带动滑座63和籽晶轴2同步上下移动。滑轨64设在固定支架1上且沿上下方向延伸，滑座63沿上下方向可滑动地配合在滑轨64上。通过滑座63与滑轨64的上下滑动配合，可以对籽晶轴2的上下移动起到导向作用，使得籽晶轴2可以稳定地沿上下方向移动。

可选地，参照图1，用于驱动籽晶轴2转动的第一驱动机构包括中空轴电机5，中空轴电机5连接在滑座63上，中空轴电机5套设在籽晶轴2上，且籽晶轴2相对中空轴电机5的转子固定。在中空轴电机5工作时，中空轴电机5的转子转动，从而直接驱动籽晶轴2转动，使得驱动籽晶轴2转动的驱动结构简单，省去了相关技术中的减速机、多楔带轮、多楔带及连接支撑等零部件，节省空间，降低成本，更换方便。另外，通过将中空轴电机5连接在滑座63上，可以对中空轴电机5起到支撑的作用，使得整体的结构稳定、可靠。

根据本发明的一些实施例，参照图1和图2(图1和图2中的箭头方向为冷却液的流动方向)，籽晶轴2为中空杆，籽晶轴2内具有中空腔且中空腔的底部封闭，提拉系统100还包括冷却管71，冷却管71设在中空腔内，冷却管71内限定出进液腔712，冷却管71的外周壁与中空腔的内周壁之间限定出出液腔72，出液腔72与进液腔712连通，冷却液适于流入进液腔712并经出液腔72流出。在晶体生长设备工作时，可以使得冷却液流入进液腔712内，流入进液腔712内的冷却液可以流入出液腔72内，从而可以对籽晶轴2进行冷却降温，使籽晶易产生冷点，更利于引晶及晶体生长。可选地，冷却液可以为水。

在本发明的一些可选实施例中，参照图1和图2，冷却管71的底面与中空腔的底壁间隔开，以形成连通进液腔712和出液腔72的连通通道73。由此，进入进液腔712内的冷却液可以经连通通道73进入出液腔72，并且冷却液可以流入籽晶轴2的下端，使得籽晶轴2的下端得到充分冷却散热，从而使得籽晶易产生冷点，利于引晶及晶体生长。

在本发明的一些可选实施例中，参照图1和图2，冷却管71的顶端敞开以构成进液口711，进液口711与进液腔712连通，冷却液经进液口711进入进液腔712内，冷却管71的顶面高出籽晶轴2的顶面。提拉系统100还包括：旋转套74，旋转套74套设在籽晶轴2的上端和冷却管71的上端，且旋转套74相对籽晶轴2以及冷却管71固定，旋转套74可以螺纹连接在籽晶轴2的上端，旋转套74与冷却管71的上端可以是过盈配合，使得籽晶轴2、冷却管71和旋转套74形成一个整体，旋转套74上形成有与出液腔72连通的出液口741，出液腔72内的冷却液可以经出液口741流出。通过设置的旋转套74，可以减少冷却液的泄露，并且方便了出液口741的形成。

可选地，参照图1，籽晶轴2上设有接水盘75且接水盘75位于旋转套74的下方，接水盘75可以接收从旋转套74内泄漏出来的冷却液。例如，在图1的示例中，籽晶轴2上设有接水盘75，接水盘75位于旋转套74的下方且位于中空轴电机5的上方，接水盘75可以接收旋转套74内泄漏出来的冷却液，由于接水盘75位于中空轴电机5的上方，可以防止旋转套74内泄漏出来的冷却液流入中空轴电机5内，提高设备运行的安全性和可靠性。

在本发明的一些可选实施例中，提拉系统100包括：流量计和温度计，流量计用于检测单位时间内冷却液的流量，温度计用于检测籽晶轴2的温度，例如温度计可以用于检测籽晶轴2的下端的温度，温度计与流量计之间通信。流量计可以根据温度计检测的籽晶轴2的温度控制流量，例如在温度计检测到籽晶轴2的温度过低时，可以减少冷却液流量，例如在温度计检测到籽晶轴2的温度过高时，可以增加冷却液流量。由此，通过设置的互相关联的流量计和温度计，可以实现精确控温，从而更利于引晶及晶体生长的控制。

参照图1-图3，根据本发明第二方面实施例的晶体生长设备，包括：坩埚和提拉系统100。坩埚内限定出用于容纳和生长晶体的生长腔，生长晶体的原料可以放置在生长腔内，通过加热装置可以对坩埚进行加热，使得生长晶体的原料形成为熔体。提拉系统100为根据本发明上述第一方面实施例的晶体生长设备的提拉系统100，固定支架1包括封盖生长腔的密封盖11，通过密封盖11使得生长腔与外界大气隔开。密封盖11上形成有穿孔，籽晶轴2的下端穿过穿孔并伸入至生长腔内，密封组件3设在穿孔的内周壁与籽晶轴2之间，密封组件3可以与穿孔的内周壁相连，例如密封组件3的密封座31可以与穿孔的内周壁相连。密封组件3连接固定在密封盖11上，籽晶轴2相对密封组件3可上下移动且可转动，密封组件3用于密封密封盖11与籽晶轴2之间的间隙，防止外部空气进入生长腔内。

根据本发明实施例的晶体生长设备，通过设置上述的提拉系统100，在晶体生长设备工作的过程中，可以避免或减少籽晶轴2出现抖动的现象，使得籽晶轴2的旋转和提升更为稳定，更有利于晶体的排列和生长；并且，通过在籽晶轴2的下端套设密封组件3且使得密封组件3与籽晶轴2的外周面之间限定出润滑间隙35，通过润滑油流入和流出润滑间隙35，不仅可以起到润滑作用，同时通过润滑油的流动可以将籽晶轴2上的异物带走，能进一步使籽晶轴更加稳定运行，并且可以确保密封组件3处的真空不泄露，密封效果更好，从而可以有效提升晶体生长质量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，包括：

固定支架；

籽晶轴，所述籽晶轴可上下移动地设在所述固定支架上，所述籽晶轴绕所述籽晶轴的中心轴线可转动，所述籽晶轴为刚性件；

密封组件，所述密封组件设在所述固定支架上且套设在所述籽晶轴的下端，所述籽晶轴相对所述密封组件可上下移动且可转动，所述密封组件与所述籽晶轴的外周面之间限定出适于容纳润滑油的润滑间隙，所述密封组件上形成有与所述润滑间隙连通的第一进口和第一出口，润滑油适于从所述第一进口进入所述润滑间隙，并适于从所述第一出口流出所述润滑间隙。

2.根据权利要求1所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，包括：储油器，所述储油器内限定出用于容纳润滑油的储油腔，所述储油器具有与所述储油腔连通的第二进口和第二出口，所述储油器内的润滑油适于从所述第二出口流出并从所述第一进口流入所述润滑间隙，所述润滑间隙内的润滑油适于从所述第二出口流出并从所述第二进口流入所述储油腔。

3.根据权利要求2所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述储油腔与外界大气连通，在所述晶体生长设备工作时，所述储油器内的润滑油液面高于所述润滑间隙内的润滑油液面；

任选地，所述储油腔的最低位置高于所述润滑间隙的最高位置。

4.根据权利要求1所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述密封组件包括：

密封座，所述密封座设在所述固定支架上且套设在所述籽晶轴上，所述第一进口和所述第一出口均形成在所述密封座上；

第一密封件和第二密封件，所述第一密封件和所述第二密封件均设在所述密封座内且相对所述密封座固定，所述第一密封件和所述第二密封件在上下方向上间隔排布，所述第一密封件和所述第二密封件均套设在所述籽晶轴上，所述籽晶轴、所述密封座、所述第一密封件和所述第二密封件共同限定出所述润滑间隙。

5.根据权利要求4所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述第一密封件为沿上下方向排布的多个；任选地，所述密封组件还包括第一间隔垫片，所述第一间隔垫片设在相邻两个所述第一密封件之间；

和/或，所述第二密封件为沿上下方向排布的多个；任选地，所述密封组件还包括第二间隔垫片，所述第二间隔垫片设在相邻两个所述第二密封件之间。

6.根据权利要求4所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述密封组件还包括：密封支撑，所述密封支撑设在所述密封座内且位于所述第一密封件和所述第二密封件之间，所述密封支撑与所述密封座相连，最邻近所述密封支撑的所述第一密封件以及最邻近所述密封支撑的所述第二密封件均与所述密封支撑相连，所述籽晶轴、所述密封座、所述第一密封件、所述第二密封件和所述密封支撑共同限定出所述润滑间隙。

7.根据权利要求1所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，用于驱动所述籽晶轴转动的第一驱动机构包括中空轴电机，所述中空轴电机套设在所述籽晶轴上，且所述籽晶轴相对所述中空轴电机的转子固定。

8.根据权利要求1所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，用于驱动所述籽晶轴上下移动的第二驱动机构包括：

电机，所述电机设在所述固定支架上；

丝杠，所述丝杠包括螺纹连接的螺杆和螺母，所述螺杆与所述电机的输出轴相连，在所述螺母上下移动时所述螺母可带动所述籽晶轴上下移动，且所述籽晶轴相对所述螺母可转动。

9.根据权利要求8所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，包括：滚动轴承，所述滚动轴承套设在所述籽晶轴上，所述籽晶轴相对所述滚动轴承的内圈固定，所述滚动轴承的外圈与所述螺母相连；

任选地，所述提拉系统包括：滑座和滑轨，所述滚动轴承设在所述滑座上，且所述滚动轴承的外圈相对所述滑座固定，所述滑座与所述螺母相连，所述滑轨设在所述固定支架上且沿上下方向延伸，所述滑座沿上下方向可滑动地配合在所述滑轨上；

任选地，用于驱动所述籽晶轴转动的第一驱动机构包括中空轴电机，所述中空轴电机连接在所述滑座上，所述中空轴电机套设在所述籽晶轴上，且所述籽晶轴相对所述中空轴电机的转子固定。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述籽晶轴为中空杆，所述籽晶轴内具有中空腔且所述中空腔的底部封闭，所述提拉系统还包括冷却管，所述冷却管设在所述中空腔内，所述冷却管内限定出进液腔，所述冷却管的外周壁与所述中空腔的内周壁之间限定出出液腔，所述出液腔与所述进液腔连通，冷却液适于流入所述进液腔并经所述出液腔流出。

11.根据权利要求10所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述冷却管的底面与所述中空腔的底壁间隔开，以形成连通所述进液腔和所述出液腔的连通通道。

12.根据权利要求10所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，所述冷却管的顶端敞开以构成进液口，所述进液口与所述进液腔连通，所述冷却管的顶面高出所述籽晶轴的顶面，所述提拉系统还包括：旋转套，所述旋转套套设在所述籽晶轴的上端和所述冷却管的上端，且所述旋转套相对所述籽晶轴以及所述冷却管固定，所述旋转套上形成有与所述出液腔连通的出液口。

13.根据权利要求10所述的晶体生长设备的提拉系统，其特征在于，包括：流量计和温度计，所述流量计用于检测单位时间内冷却液的流量，所述温度计用于检测所述籽晶轴的温度，所述温度计与所述流量计之间通信。

14.一种晶体生长设备，其特征在于，包括：

坩埚，所述坩埚内限定出用于容纳和生长晶体的生长腔；

提拉系统，所述提拉系统为根据权利要求1-13中任一项所述的晶体生长设备的提拉系统，所述固定支架包括封盖所述生长腔的密封盖，所述密封盖上形成有穿孔，所述籽晶轴的下端穿过所述穿孔并伸入至所述生长腔内，所述密封组件设在所述穿孔的内周壁与所述籽晶轴之间。

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