CN115595654A - 一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置 - Google Patents

Abstract

本发明开了一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，属于单晶炉技术领域，包括底座，底座的顶部固定安装有炉体，炉体的内部活动套接有石墨坩埚，底座顶部一端的中部固定安装有第一固定板，底座顶部与第一固定板同侧的外端固定安装有第一导向柱，第一固定板的中部固定安装有伸缩杆。本发明通过设置的风机、排风组件和压板组件等结构配合，在进行坩埚提升后的降温中，通过风机产生风力吹动压板组件在固定外壳内部向下移动，风力通过风孔进入连接仓中，使得风管底部排出凉风对石墨坩埚进行吹拂，通过风力吹拂使石墨坩埚内侧热量交换的效果更好，降温更快。

Description

一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置

技术领域

本发明属于单晶炉技术领域，具体为一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置。

背景技术

半导体生产的第一道工序为单晶体的拉胚，而拉胚使用的主要加工装置为单晶炉，单晶炉对是一种在惰性气体环境中，通过加热器将多晶硅等材料进行熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。坩埚提升装置的作用是用来对坩埚进行提升，在单晶体拉胚完成清扫热场时，石墨坩埚表面的温度较高，若直接与冰冷的桌面接触，容易使石墨坩埚因膨胀系数的不同产生破裂，影响使用，通常需要在空中静置冷却，耗时较长，并且在单晶生长过程中会形成硅氧化物小颗粒并沉积在坩埚中，这些氧化物应被定期清除出去，现有的清洁方式是人工进行清洁，需要等待坩埚温度降下来后才能进行清洁作业，较为麻烦，因此针对上述问题提出一种具有降温快速、清洁方便和夹持稳定的单晶炉半导体石墨坩埚提升装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，通过设置的风机、排风组件和压板组件等结构配合，通过风机产生风力吹动压板组件在固定外壳内部向下移动，风力通过风孔进入连接仓中，使得风管底部排出凉风对石墨坩埚进行吹拂，通过风力吹拂使石墨坩埚内侧热量交换的效果更好，降温更快，解决了上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，包括底座，底座的顶部固定安装有炉体，炉体的内部活动套接有石墨坩埚，底座顶部一端的中部固定安装有第一固定板，底座顶部与第一固定板同侧的外端固定安装有第一导向柱，第一固定板的中部固定安装有伸缩杆，伸缩杆的顶部固定连接有连接板，连接板远离伸缩杆的一侧内部固定安装有固定外壳，固定外壳的远离连接板的一侧中部固定安装有动力组件，动力组件输出轴的一侧啮合有传动组件，传动组件的两端均啮合有固定臂，固定臂的中部活动套接有连接组件，固定臂顶部远离传动组件的一侧活动套接有第二导向柱，固定臂下端的内部活动套接有固定组件，固定外壳的顶部固定安装有固定外壳，固定外壳的顶部固定安装有风机，固定外壳的内部活动套接有压板组件，固定外壳的两侧均固定安装有排风组件。

优选地，所述的动力组件包括伺服电机，伺服电机的输出轴固定安装有第一斜齿轮，伺服电机与固定外壳固定连接，第一斜齿轮活动套接在固定外壳的内部。

优选地，所述的传动组件包括第二斜齿轮，第二斜齿轮的中部固定安装有螺纹杆，第二斜齿轮与动力组件中的第一斜齿轮啮合，第二斜齿轮与螺纹杆均活动套接在固定外壳的内部，螺纹杆的表面开设有对称分布的螺纹槽。

优选地，所述的固定臂包括臂体，臂体的底部固定安装有夹块，臂体与传动组件螺纹连接，夹块的形状为三角形且其斜边靠近石墨坩埚。

优选地，所述的连接组件包括连接杆，连接杆的顶部固定安装有滚轮，连接组件活动套接在固定臂的中部，滚轮的顶部与压板组件中压板的底面接触。

优选地，所述的固定组件包括固定板，固定板底部的一侧固定安装有限位板，限位板的中部活动套接有活动板，活动板的底面中部固定连接有第一弹簧，第一弹簧的底部与固定臂内腔的底面固定连接，固定板与固定臂活动套接。

优选地，所述的排风组件包括连接仓，连接仓的两侧固定连通有风管，连接仓的顶部开设有贯穿的圆孔，连接仓与固定外壳固定连接。

优选地，所述的压板组件包括压板，压板顶部的中间固定安装有限位卡块，压板底部的中间固定安装有第二弹簧，限位卡块活动套接在固定外壳的内部，第二弹簧的底部与固定外壳内腔的底面固定连接。

优选地，所述的固定外壳包括壳体，壳体顶部的外侧开设有风孔，壳体的底部与固定外壳固定连接，风孔位于连接仓与壳体连接处的内部。

优选地，所述的第一固定板的形状为几字形，第一导向柱与连接板活动套接，伸缩杆中的伸缩端贯穿第一固定板的顶部并与连接板的底部固定连接。

本发明的有益效果如下：

本发明通过设置的风机、排风组件和压板组件等结构配合，在进行坩埚提升后的降温中，通过风机产生风力吹动压板组件在固定外壳内部向下移动，风力通过风孔进入连接仓中，使得风管底部排出凉风对石墨坩埚进行吹拂，通过风力吹拂使石墨坩埚内侧热量交换的效果更好，降温更快。

本发明通过设置的风机、排风组件和压板组件等结构配合，在进行坩埚提升后的清洁中，通过风机产生风力吹动压板组件在固定外壳内部向下移动，风力通过风孔进入连接仓中，使得风管底部排出凉风对石墨坩埚进行吹拂，从而使石墨坩埚内部的硅氧化物小颗粒取消与石墨坩埚的黏附，清理更加方便；节省时间。

本发明通过设置的动力组件、传动组件和固定臂等结构配合，在进行坩埚提升时，伸缩杆带动固定臂下移并使夹块的底面位于石墨坩埚锅沿下方，启动动力组件带动传动组件转动，传动组件带动两个固定臂同步向中间移动，并启动风机产生风力带动压板组件在固定外壳内部下移，进而通过压板组件挤压连接组件使固定板翻转，通过固定板与石墨坩埚接近的一端对石墨坩埚进行接触固定，最后通过伸缩杆带动石墨坩埚抬升，相比于传统的夹持抬升，对石墨坩埚的损伤更小，保护效果更好，防止夹持时压力过大对石墨坩埚造成损伤。

附图说明

图1为本发明的整体外观示意图；

图2为本发明的伸缩杆处结构示意图；

图3为本发明的石墨坩埚处结构示意图；

图4为本发明的炉体内部结构正视图；

图5为本发明的固定外壳处结构示意图；

图6为本发明的动力组件处结构分离图；

图7为本发明的排风组件处结构分离图；

图8为本发明的压板组件处结构剖视图；

图9为本发明的固定臂处结构剖视图；

图10为本发明的固定组件处结构细分图。

图中：1-底座；2-炉体；3-第一固定板；4-第一导向柱；5-伸缩杆；6-连接板；7-固定外壳；8-动力组件；81-伺服电机；82-第一斜齿轮；9-传动组件；91-第二斜齿轮；92-螺纹杆；10-固定臂；101-臂体；102-夹块；11-连接组件；111-连接杆；112-滚轮；12-第二导向柱；13-固定组件；131-固定板；132-限位板；133-活动板；134-第一弹簧；14-风机；15-排风组件；151-连接仓；152-风管；16-压板组件；161-压板；162-第二弹簧；163-限位卡块；17-石墨坩埚；18-固定外壳；181-壳体；182-风孔。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图10所示，一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，包括底座1，底座1的顶部固定安装有炉体2，炉体2的内部活动套接有石墨坩埚17，底座1顶部一端的中部固定安装有第一固定板3，底座1顶部与第一固定板3同侧的外端固定安装有第一导向柱4，第一固定板3的中部固定安装有伸缩杆5，伸缩杆5的顶部固定连接有连接板6，连接板6远离伸缩杆5的一侧内部固定安装有固定外壳7，固定外壳7的远离连接板6的一侧中部固定安装有动力组件8，动力组件8输出轴的一侧啮合有传动组件9，传动组件9的两端均啮合有固定臂10，固定臂10的中部活动套接有连接组件11，固定臂10顶部远离传动组件9的一侧活动套接有第二导向柱12，固定臂10下端的内部活动套接有固定组件13，固定外壳7的顶部固定安装有固定外壳18，固定外壳18的顶部固定安装有风机14，固定外壳18的内部活动套接有压板组件16，固定外壳18的两侧均固定安装有排风组件15；通过设置的炉体2对石墨坩埚17进行加热，在拉胚完成后的石墨坩埚17提升中，通过伸缩杆5带动连接板6下移直至固定臂10的底面位于石墨坩埚17顶部锅沿的下方，随后可通过动力组件8带动传动组件9转动，传动组件9带动两个固定臂10同步向中间移动，进而通过斜面的固定臂10方便对石墨坩埚17的轻微夹持，接着启动风机14产生风力带动压板组件16在固定外壳18中下移，从而对连接组件11进行挤压，使固定组件13中的固定板131翻转对石墨坩埚17进行托举，在风机14产生风力的过程中，风力通过风孔182进入排风组件15中，并通过排风组件15的底部向石墨坩埚17内部吹拂，达到散热的作用，和使硅氧化物小颗粒被风吹动取消对石墨坩埚17内壁的黏附作用，方便清洁。

如图6所示，所述的动力组件8包括伺服电机81，伺服电机81的输出轴固定安装有第一斜齿轮82，伺服电机81与固定外壳7固定连接，第一斜齿轮82活动套接在固定外壳7的内部，传动组件9包括第二斜齿轮91，第二斜齿轮91的中部固定安装有螺纹杆92，第二斜齿轮91与动力组件8中的第一斜齿轮82啮合，第二斜齿轮91与螺纹杆92均活动套接在固定外壳7的内部，螺纹杆92的表面开设有对称分布的螺纹槽；通过设置的伺服电机81带动第一斜齿轮82转动，第一斜齿轮82带动第二斜齿轮91转动，第二斜齿轮91带动两个固定臂10转动，螺纹杆92上对称的螺纹能够保证两个固定臂10同步移动，保证结构的稳定性。

如图9所示，所述的固定臂10包括臂体101，臂体101的底部固定安装有夹块102，臂体101与传动组件9螺纹连接，夹块102的形状为三角形且其斜边靠近石墨坩埚17；通过设置的夹块102能够对石墨坩埚17的锅沿进行轻微挤压，从而达到对石墨坩埚17的限位固定，挤压产生的压力较小，防止对石墨坩埚17产生损伤。

如图9所示，所述的连接组件11包括连接杆111，连接杆111的顶部固定安装有滚轮112，连接组件11活动套接在固定臂10的中部，滚轮112的顶部与压板组件16中压板161的底面接触；通过设置的滚轮112能够降低固定臂10在向中间移动时的阻力，保证结构的稳定性，而连接杆111能够在压板组件16下移时对固定板131进行挤压，使其翻转对石墨坩埚17进行托举，达到更好的提升效果。

如图10所示，所述的固定组件13包括固定板131，固定板131底部的一侧固定安装有限位板132，限位板132的中部活动套接有活动板133，活动板133的底面中部固定连接有第一弹簧134，第一弹簧134的底部与固定臂10内腔的底面固定连接，固定板131与固定臂10活动套接；通过设置的活动板133能够在固定板131翻转时保证与第一弹簧134的连接，并且设置的第一弹簧134能够保证固定板131在不受连接组件11压力的情况下顶部与夹块102的斜面共面，保证较好的使用效果。

如图7所示，所述的排风组件15包括连接仓151，连接仓151的两侧固定连通有风管152，连接仓151的顶部开设有贯穿的圆孔，连接仓151与固定外壳18固定连接；通过设置的连接仓151对风机14产生的气流进行限位，气流在进入连接仓151中，小部分通过顶部的圆孔排出，剩余的大部分通过风管152向石墨坩埚17内部进行吹拂，这样能够保证气流对压板组件16的压力始终大于气流对石墨坩埚17的压力，保证压板组件16能够在气流的冲击下进行下移。

如图8所示，所述的压板组件16包括压板161，压板161顶部的中间固定安装有限位卡块163，压板161底部的中间固定安装有第二弹簧162，限位卡块163活动套接在固定外壳18的内部，第二弹簧162的底部与固定外壳18内腔的底面固定连接；通过设置的限位卡块163在不受气流压力的情况下其上端位于风孔182的顶部，气流在对压板组件16产生压力时，限位卡块163下移，露出风孔182，这样在保证对压板组件16压力的同时，也能够排出产生的气流，保证结构的稳定性，同时限位卡块163还随压板161的移动进行限位，保证结构的稳定性。

如图7所示，所述的固定外壳18包括壳体181，壳体181顶部的外侧开设有风孔182，壳体181的底部与固定外壳7固定连接，风孔182位于连接仓151与壳体181连接处的内部；通过设置的壳体181对压板组件16进行限位，并且设置的风孔182能够方便多余的气体排出，结构合理，且能够对气流进行再次利用。

如图2所示，所述的第一固定板3的形状为几字形，第一导向柱4与连接板6活动套接，伸缩杆5中的伸缩端贯穿第一固定板3的顶部并与连接板6的底部固定连接；通过设置的第一固定板3对伸缩杆5进行固定限位，保证伸缩杆5工作时的稳定性，而设置的第一导向柱4能够对连接板6的移动进行限位，保证连接板6移动时的稳定性，结构更加合理。

本发明的工作原理及使用流程：

在进行坩埚提升时，首先启动伸缩杆5带动固定臂10、固定外壳7等结构下移，直到固定臂10的底面位于石墨坩埚17顶部锅沿的下方，接着启动动力组件8带动传动组件9转动，传动组件9带动两个固定臂10同步向中间移动，对石墨坩埚17进行轻微的夹持，接着启动风机14通过风力对压板组件16产生压力，使压板组件16在固定外壳18的内部下移，压板组件16下移对连接组件11挤压并带动固定板131翻转对石墨坩埚17的锅沿进行抬升，达到夹持的作用，最后通过伸缩杆5带动固定臂10、动力组件8等结构抬升即可；

同步的风机14产生风力时，带动压板组件16下移，随后风力通过风孔182进入到连接仓151中，接着进入到风管152中并从底部排出对石墨坩埚17的内侧进行吹拂，既能够进行降温，又能够使硅氧化物小颗粒被风吹动取消对石墨坩埚17内壁的黏附作用，方便清洁。

Claims (10)

1.一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，包括底座(1)，底座(1)的顶部固定安装有炉体(2)，炉体(2)的内部活动套接有石墨坩埚(17)，其特征在于：底座(1)顶部一端的中部固定安装有第一固定板(3)，底座(1)顶部与第一固定板(3)同侧的外端固定安装有第一导向柱(4)，第一固定板(3)的中部固定安装有伸缩杆(5)，伸缩杆(5)的顶部固定连接有连接板(6)，连接板(6)远离伸缩杆(5)的一侧内部固定安装有固定外壳(7)，固定外壳(7)的远离连接板(6)的一侧中部固定安装有动力组件(8)，动力组件(8)输出轴的一侧啮合有传动组件(9)，传动组件(9)的两端均啮合有固定臂(10)，固定臂(10)的中部活动套接有连接组件(11)，固定臂(10)顶部远离传动组件(9)的一侧活动套接有第二导向柱(12)，固定臂(10)下端的内部活动套接有固定组件(13)，固定外壳(7)的顶部固定安装有固定外壳(18)，固定外壳(18)的顶部固定安装有风机(14)，固定外壳(18)的内部活动套接有压板组件(16)，固定外壳(18)的两侧均固定安装有排风组件(15)。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的动力组件(8)包括伺服电机(81)，伺服电机(81)的输出轴固定安装有第一斜齿轮(82)，伺服电机(81)与固定外壳(7)固定连接，第一斜齿轮(82)活动套接在固定外壳(7)的内部。

3.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的传动组件(9)包括第二斜齿轮(91)，第二斜齿轮(91)的中部固定安装有螺纹杆(92)，第二斜齿轮(91)与动力组件(8)中的第一斜齿轮(82)啮合，第二斜齿轮(91)与螺纹杆(92)均活动套接在固定外壳(7)的内部，螺纹杆(92)的表面开设有对称分布的螺纹槽。

4.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的固定臂(10)包括臂体(101)，臂体(101)的底部固定安装有夹块(102)，臂体(101)与传动组件(9)螺纹连接，夹块(102)的形状为三角形且其斜边靠近石墨坩埚(17)。

5.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的连接组件(11)包括连接杆(111)，连接杆(111)的顶部固定安装有滚轮(112)，连接组件(11)活动套接在固定臂(10)的中部。

6.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的固定组件(13)包括固定板(131)，固定板(131)底部的一侧固定安装有限位板(132)，限位板(132)的中部活动套接有活动板(133)，活动板(133)的底面中部固定连接有第一弹簧(134)，第一弹簧(134)的底部与固定臂(10)内腔的底面固定连接，固定板(131)与固定臂(10)活动套接。

7.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的排风组件(15)包括连接仓(151)，连接仓(151)的两侧固定连通有风管(152)，连接仓(151)的顶部开设有贯穿的圆孔，连接仓(151)与固定外壳(18)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的压板组件(16)包括压板(161)，压板(161)顶部的中间固定安装有限位卡块(163)，压板(161)底部的中间固定安装有第二弹簧(162)，限位卡块(163)活动套接在固定外壳(18)的内部，第二弹簧(162)的底部与固定外壳(18)内腔的底面固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的固定外壳(18)包括壳体(181)，壳体(181)顶部的外侧开设有风孔(182)，壳体(181)的底部与固定外壳(7)固定连接，风孔(182)位于连接仓(151)与壳体(181)连接处的内部。

10.根据权利要求1所述的一种单晶炉半导体石墨坩埚提升装置，其特征在于：所述的第一固定板(3)的形状为几字形，第一导向柱(4)与连接板(6)活动套接，伸缩杆(5)中的伸缩端贯穿第一固定板(3)的顶部并与连接板(6)的底部固定连接。

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