CN201195765Y - 软轴单晶硅炉 - Google Patents

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CN201195765Y CNU2008200806427U CN200820080642U CN201195765Y CN 201195765 Y CN201195765 Y CN 201195765Y CN U2008200806427 U CNU2008200806427 U CN U2008200806427U CN 200820080642 U CN200820080642 U CN 200820080642U CN 201195765 Y CN201195765 Y CN 201195765Y
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张志新
王军
安桂正
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Beijing JingyuntongTechnology Co.,Ltd.
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BEIJING JINGYUNTONG TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本实用新型属于一种软轴单晶硅炉，采用炉体位于底座上端，炉体上端设有炉盖，炉盖上端设有翻板阀，翻板阀上端为副室，副室上端设有晶体旋转机构和晶体提升机构，受晶体旋转机构和晶体提升机构控制的钢丝吊绳一端穿过副室和翻板阀及炉盖与位于炉膛内的重锤上端相接，翻板阀通过抽气阀门和抽气管连通真空抽气泵，炉体通过抽气管道和除尘筒连通真空抽气泵，副室和炉体侧边的支架上设有立柱，立柱上设有分段开启副室和炉盖的开启装置。本实用新型使提取制成的硅晶时仍保持炉膛的高温和抽真空状态，提高炉膛内的真空度和清洁度，以提高硅晶质量，降低制作成本，达到理想的使用效果。

Description

软轴单晶硅炉
技术领域
本实用新型属于一种软轴单晶硅炉。
背景技术
传统的单晶硅炉主要用于生产硅半导体材料，单晶硅炉包括硅半导体材料生长合成的炉膛、及旋转硅晶系统和电控自动系统。硅晶质量很大程度上取决于炉膛的真空度和清洁度，为保持炉膛的清洁度通常应使炉膛密封或尽量少的接触空气，但传统的单晶硅炉抽结构设计不合理，使炉膛内真空度低，这是由于在从炉体中提取制成的硅晶时，需打开炉盖使整个炉膛暴露在常压下和空气中，造成再封闭炉体制晶时需重新对炉体内进行抽真空作业，从而使生产出的硅晶质量很差，造成产品正品率低。另一方面，频繁的开启炉膛还会造成炉膛内保持的高温丧失，使再封闭炉体制晶时达到提取硅晶所用的高温和抽真空状态的时间过长，使用制作成本高。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种软轴单晶硅炉，使提取制成的硅晶时仍保持炉膛的高温和抽真空状态，提高炉膛内的真空度和清洁度，以提高硅晶质量，降低制作成本，达到理想的使用效果。为此，本实用新型采用炉体位于底座上端，炉体上端设有炉盖，炉盖上端设有翻板阀，翻板阀上端为副室，副室上端设有晶体旋转机构和晶体提升机构，受晶体旋转机构和晶体提升机构控制的钢丝吊绳一端穿过副室和翻板阀及炉盖与位于炉膛内的重锤上端相接，翻板阀通过抽气阀门和抽气管连通真空抽气泵，炉体通过抽气管道和除尘筒连通真空抽气泵，副室和炉体侧边的支架上设有立柱，立柱上设有分段开启副室和炉盖的开启装置。上述结构达到了本实用新型的目的。
本实用新型的优点是使提取制成的硅晶时仍保持炉膛的高温和抽真空状态，提高炉膛内的真空度和清洁度，提高了硅晶质量，使产品正品率达到99.9％，降低制作成本30％，真空度提高5倍以上，且结构简单，制作使用成本低，维修和使用简便效果好。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图
图2是本实用新型的结构示意图
图3是图1的A-A剖面结构示意图
具体实施方案
如图1至图3所示，一种软轴单晶硅炉，主要由炉体4、底座2、晶体旋转机构9、晶体提升机构10、坩埚传动装置1和真空抽气泵26所组成。炉体位于底座上端，通常炉体底部通过炉底盘3与底座上端固接，炉体上端设有炉盖6，炉体和炉盖内及炉底盘围成的空间内为炉膛5。坩埚传动装置的主轴上端密封穿过炉底盘顶持位于炉膛内的坩埚下端。坩埚传动装置由丝杆带动滑座上的主轴密封上升并由位于滑座上的另一电机带动主轴密封旋转，而滑座轴设在位于滑柱上，为另案技术，故不再累述。炉盖上端设有翻板阀7，翻板阀上端为副室8，副室上端设有晶体旋转机构和晶体提升机构。晶体旋转机构和晶体提升机构的作用是使钢丝吊绳缓慢旋转并上升，并使重锤11上吊置的硅晶体亦缓慢旋转并上升。晶体旋转机构和晶体提升机构为已有设备，故不再累述。受晶体旋转机构和晶体提升机构控制的钢丝吊绳12一端穿过副室和翻板阀及炉盖与位于炉膛内的重锤上端相接，钢丝吊绳的另一端接在晶体旋转机构和晶体提升机构上。翻板阀通过抽气阀门71和抽气管72连通真空抽气泵，以方便提晶后重新打开抽气阀门对翻板阀和副室内抽真空。翻板阀内设开合阀板18，打开开合阀板，翻板阀纵向贯通炉盖和副室之间。炉体通过抽气管道21和除尘筒22连通真空抽气泵，以对炉膛进行抽真空。副室和炉体侧边的支架上设有立柱25，立柱上设有分段开启副室和炉盖的开启装置。
如图2所示，所述的开启装置由立轴14、轴套27、上下限位开关、副室升降支架13、炉盖升降支架15和液压装置所组成，立轴通过轴套与立柱轴接，立轴下端设有液压装置16，副室升降支架的一端连接副室侧壁，另一端连接对应段的立轴。炉盖升降支架的一端连接炉盖，另一端连接对应段的立轴。在副室升降支架下端的立轴上设有上限位开关23，在炉盖升降支架下端的立轴上设有下限位开关24。液压装置可顶起副室升降支架，并可同时顶起副室升降支架和炉盖升降支架。例如，采用立轴分段设计成上轴、下轴，下轴为芯轴和外轴的双层套轴。电控系统可先操作液压装置使下轴的芯轴上升顶起上轴带动副室升降支架上升开启副室，供提取制成的硅晶体；装料时需打开炉盖，则电控系统操作液压装置使下轴同时上升顶起上轴带动副室升降支架和炉盖升降支架同上升开启炉盖。上下限位开关的作用是提供上下轴的上升的定位点。
所述的翻板阀侧面设有观察口17。观察口用玻璃密封，用以观察其内开合阀板封闭状态。所述的坩埚转动装置位于炉体下端。所述的底座侧边设有水汇管道支架19。水汇管道支架上设有各冷却管道的接头，用于连通各冷却管道。为便于操作在炉体侧边还设有梯子20。
使用时，翻板阀的开合阀板开启，炉体、炉盖、翻板阀、副室之间通过各自的法兰盘密封连成一体，通过真空抽气泵和各抽气管道对炉膛、副室内抽真空，并由电热器对坩埚内硅料进行加温融化，重锤位于炉体的坩埚内由晶体旋转机构和晶体提升机构通过钢丝吊绳带动旋转缓慢向上移动，吊制硅晶体。当需取制成的硅晶体时，向上提升重锤带动其下端的硅晶体一并通过翻板阀进入副室内，关闭翻板阀内的开合阀板封闭炉盖上端和炉膛。开动液压传动装置使立轴的上轴带动副室升降支架并同时使副室上升，在转动副室升降支架使副室沿立轴的上轴转动，偏离底座上端，在向下放下重锤，从重锤取出硅晶体。反之，可进行第二次提晶过程。由于，在取晶过程中，炉膛自始至终处于封闭状态，能有效保持其内高温和真空无污染状态，大幅度提高了硅晶质量和降低了制备成本。若需对坩埚进行重新装料时，则关闭电热器和真空抽气泵，则电控系统操作液压装置的下轴同时上升顶起上轴带动副室升降支架和炉盖升降支架同上升开启炉盖。液压装置可为电控系统操作液压的液压泵，根据需要选定台数。
总之，本实用新型使提取制成的硅晶时仍保持炉膛的高温和抽真空状态，提高炉膛内的真空度和清洁度，以提高硅晶质量，降低制作成本，达到理想的使用效果。

Claims (5)

1.一种软轴单晶硅炉，主要由炉体、底座、晶体旋转机构、晶体提升机构、坩埚传动装置和真空抽气泵所组成，其特征在于：炉体位于底座上端，炉体上端设有炉盖，炉盖上端设有翻板阀，翻板阀上端为副室，副室上端设有晶体旋转机构和晶体提升机构，受晶体旋转机构和晶体提升机构控制的钢丝吊绳一端穿过副室和翻板阀及炉盖与位于炉膛内的重锤上端相接，翻板阀通过抽气阀门和抽气管连通真空抽气泵，炉体通过抽气管道和除尘筒连通真空抽气泵，副室和炉体侧边的支架上设有立柱，立柱上设有分段开启副室和炉盖的开启装置。
2.按权利要求1所述的软轴单晶硅炉，其特征在于：所述的开启装置由立轴、轴套、上下限位开关、副室升降支架、炉盖升降支架和液压装置所组成，立轴通过轴套与立柱轴接，立轴下端设有液压装置，副室升降支架的一端连接副室侧壁，另一端连接对应段的立轴，炉盖升降支架的一端连接炉盖，另一端连接对应段的立轴，在副室升降支架下端的立轴上设有上限位开关，在炉盖升降支架下端的立轴上设有下限位开关。
3.按权利要求1所述的软轴单晶硅炉，其特征在于：所述的翻板阀侧面设有观察口。
4.按权利要求1所述的软轴单晶硅炉，其特征在于：所述的坩埚转动装置位于炉体下端。
5.按权利要求1所述的软轴单晶硅炉，其特征在于：所述的底座侧边设有水汇管道支架。
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