CN212533194U - 晶体生长提拉装置及晶体生长炉 - Google Patents

Abstract

本申请涉及晶体制造技术领域，尤其是涉及一种晶体生长提拉装置及晶体生长炉，晶体生长提拉装置包括：旋转机构，旋转机构的输出端连接有杆构件；称重机构，设置于旋转机构的固定部；称重机构包括两个或更多个称重构件。本申请提供的晶体生长提拉装置显著提高了晶体重量测量结果的准确性，并且能够较大程度上规避晶体旋转时产生的切向力对测量结果产生的影响，并且测量结果作为控制信息，能够避免对晶体在自动化生长产生影响，从而确保晶体的生长质量。

Description

晶体生长提拉装置及晶体生长炉

技术领域

本申请涉及晶体制造技术领域，尤其是涉及一种晶体生长提拉装置及晶体生长炉。

背景技术

在晶体自动化生长炉中(例如，YAG晶体，即铝钇石榴石的自动化生长过程中)，因为所生长的晶体越来越大，晶体越来越重，加上晶体本身的旋转，这就使得晶体生长到后期，由于重心轻微偏移加上离心力的作用导致称重信号波动越来越大，这给晶体自动化控制带来了更多的干扰。

晶体的自动化生长中，称重信号是最关键的控制信号参考源。但因为所需晶体的尺寸大幅提升，这就需要更大的坩埚，更多的保温材料，提拉过程有更长的行程。而晶体与提拉头之间靠刚玉杆连接，这样刚玉杆也就需要更长，提拉法生长晶体，都需要一边旋转一边提拉，这样更长的刚玉杆长度，更重的晶体重量都会导致旋转过程产生的切向力显著增加，点状分布的单称重头结构在面对这种切向力时，容易产生额外的不规律的重量变化，对晶体的自动化生长产生影响。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种晶体生长提拉装置及晶体生长炉，以在一定程度上解决现有技术中存在的称重装置的称重结果不准确的技术问题。

本申请提供了一种晶体生长提拉装置，包括：旋转机构，所述旋转机构的输出端连接有杆构件，所述杆构件用于连接承载有晶体的构件；

称重机构，设置于所述旋转机构的固定部；

所述称重机构包括两个或更多个称重构件。

在上述技术方案中，进一步地，所述称重构件的数量为三个，三个所述称重构件呈旋转对称设置，旋转角度为120°。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述称重构件的数量为大于三个，多个所述称重构件呈旋转对称设置。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述晶体生长提拉装置还包括固定件，所述旋转机构与所述固定件相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述旋转机构包括固定支架以及驱动装置，所述驱动装置设置于所述固定支架，所述杆构件与所述驱动装置的输出轴相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述称重机构还包括称重头和称重支架，所述称重头设置于所述固定支架，所述称重支架设置于所述称重头，且所述称重支架与所述固定件相连接；至少三个所述称重构件设置于所述称重支架。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述晶体生长提拉装置还包括信号处理器，所述称重构件与所述信号处理器电连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述称重构件为称重传感器。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述驱动装置为旋转电机。

本申请还提供了一种晶体生长炉，包括上述任一技术方案所述的晶体生长提拉装置，因而，具有该晶体生长提拉装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

旋转机构，所述旋转机构的输出端连接有杆构件，所述杆构件用于连接承载有晶体的构件；

称重机构，设置于所述旋转机构的固定部；

所述称重机构包括两个或更多个称重构件。

本申请提供的晶体生长提拉装置，包括：旋转机构以及称重机构，其中，旋转机构形成有输出端，输出端连接用于连接承载有晶体的构件，杆构件具体可以为刚玉杆，刚玉杆用于连接籽晶，旋转机构能够驱动刚玉杆旋转，优选地，旋转机构驱动刚玉杆连同籽晶匀速旋转；旋转机构还形成有固定部，固定部不随输出轴的转动而转动，固定部的位置相对固定，称重机构设置于旋转机构的固定部，称重机构通过测量籽晶的自身重力对刚玉杆等部件施加的拉力测量籽晶的重量，并根据称重机构的测量结果的变化可得知籽晶也就是晶体的生长情况；称重机构包括两个或更多个称重构件，若干个称重构件间隔设置，如干个称重构件能够分别测量晶体的重量各自独立输出结果，通过分析独立的测量结果，可以得知晶体的生长情况、进程，得知晶体偏向了那个方向；若干个称重构件可以输出合并测量结果，通过分析合并测量结果作为综合测量结果，显著降低晶体在旋转过程中切向力对测量结果产生的影响、误差，使得测量结果相较于现有技术中的单点称重的测量结果，本申请提供的晶体生长提拉装置的称重结果精确度显著增加，进而显著提高了晶体生长过程中控制变量的精准度，加强晶体生长的质量。

可见，本申请提供的晶体生长提拉装置显著提高了晶体重量测量结果的准确性，并且能够较大程度上规避晶体旋转时产生的切向力对测量结果产生的影响，并且测量结果作为控制信息，能够避免对晶体在自动化生长产生影响，从而确保晶体的生长质量。

本申请提供的晶体生长炉，包括上述所述的晶体生长提拉装置，因而，通过本晶体生长提拉装置显著提高晶体重量测量结果的准确性，同时能够较精确地判断晶体的生长情况，及时更换坩埚等生长条件，进而能够提高晶体生长的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的晶体生长提拉装置的结构示意图；

图2为图1的沿A-A剖视图。

附图标记：

1-称重构件，2-固定件，201-固定悬臂，3-称重头，4-称重支架，5-固定支架，6-驱动装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1和图2描述根据本申请一些实施例所述的晶体生长提拉装置及晶体生长炉。

实施例一

参见图1和图2所示，本申请的实施例提供了一种晶体生长提拉装置，包括：旋转机构，旋转机构的输出端连接有杆构件；

称重机构，设置于旋转机构的固定部；

称重机构包括两个或更多个称重构件1。

本申请提供的晶体生长提拉装置，包括：旋转机构以及称重机构，其中，旋转机构形成有输出端，输出端连接用于连接承载有晶体的构件，杆构件具体可以为刚玉杆，刚玉杆用于连接籽晶，旋转机构能够驱动刚玉杆旋转，优选地，旋转机构驱动刚玉杆连同籽晶匀速旋转；旋转机构还形成有固定部，固定部不随输出轴的转动而转动，固定部的位置相对固定，称重机构设置于旋转机构的固定部，称重机构通过测量籽晶的自身重力对刚玉杆等部件施加的拉力测量籽晶的重量，并根据称重机构的测量结果的变化可得知籽晶也就是晶体的生长情况；称重机构包括至少三个称重构件1，若干个称重构件1间隔设置，如干个称重构件1能够分别测量晶体的重量各自独立输出结果，通过分析独立的测量结果，可以得知晶体的生长情况、进程，得知晶体偏向了那个方向；若干个称重构件1可以输出合并测量结果，通过分析合并测量结果作为综合测量结果，显著降低晶体在旋转过程中切向力对测量结果产生的影响、误差，使得测量结果相较于现有技术中的单点称重的测量结果，本申请提供的晶体生长提拉装置的称重结果精确度显著增加，进而显著提高了晶体生长过程中控制变量的精准度，加强晶体生长的质量。

本申请提供的晶体生长提拉装置显著提高了晶体重量测量结果的准确性，并且能够较大程度上规避晶体旋转时产生的切向力对测量结果产生的影响，并且测量结果作为控制信息，能够避免对晶体在自动化生长产生影响，从而确保晶体的生长质量。

优选地，称重构件1的数量为三个，三个称重构件1呈旋转对称设置，旋转角度为120°。

在该实施例中，当称重构件1的数量为三个时，三个构件呈旋转对称设置，且旋转角度为120°，也就是说，当其中一个称重构件1在其所在位置转动120°后的所在位置与其相邻的另一个称重构件1的所在位置重合，将三个称重构件1视为三个质点，则三个称重构件1分别占据同一个等边三角形的三个顶点，通过将三个称重构件1按照类似“品”字型分布，能够显著降低晶体的在旋转过程中产生的切向力对称重构件1重量检测结果的影响。

优选地，称重构件1的数量为大于三个，多个称重构件1呈旋转对称设置。

在该实施例中，当称重构件1的数量为多个并大于三个时，多个称重构件1之间分别呈旋转对称设置，旋转角度为0°-360°，或者说，将称重构件1视为质点时，多个称重构件1沿某一圆形的圆周按照相同的间隔距离间隔设置，进一步提高测试的精确程度。

优选地，称重构件1为称重传感器。

在该实施例中，称重构件1可以为现有市面可直接购得的称重传感器，包括但不限于具体品牌、型号为美国Sensortronics60001A50-1177的称重传感器。

需要说明的是，此处列举具体品牌、产地、型号的传感器目的在于便于本领域技术人员理解方案，但实际选用的传感器的具体信息并不限于此，其他种类、型号的能够实现相同或相近功能的结构、部件也应落在本申请的保护范围内。

优选地，晶体生长提拉装置还包括信号处理器，称重构件1与信号处理器电连接。

在该实施例中，称重构件1(称重传感器)检测到的信号传输至信号处理器，经信号处理器处理并显示，操作人员能够直观地得知测量结果。信号处理器可以为现有技术中的称重放大器主板(也称电源板、放大板)，在市面可以直接购得，包括但不限于具体型号为AED9101B(C、D)，制造商为HBM(霍丁格·包尔文电子测量技术有限公司，HottingerBaldwin Measurement Co.Ltd.)。

需要说明的是，此处列举具体品牌、型号的称重放大器主板目的在于便于本领域技术人员理解方案，但实际选用的称重放大器主板的具体信息并不限于此，其他种类、型号的能够实现相同或相近功能的结构、部件也应落在本申请的保护范围内。

此外，信号处理器(称重放大器主板)还配置有重模数转换板(又称变送器，插在电源板上)，型号：AD103C，制造商：HBM，以使信号处理器能够匹配并实现本技术方案所需的功能。

优选地，晶体生长提拉装置还包括固定件2，旋转机构与固定件2相连接。

优选地，旋转机构包括固定支架5以及驱动装置6，驱动装置6设置于固定支架5，杆构件与驱动装置6的输出轴相连接。

优选地，驱动装置6为旋转电机。

在该实施例中，固定支架5设置于称重头3的下方，且固定支架5与称重头3相连接，较佳地，两者之间为固定连接，使得称重机构既能够测量晶体的重量变化，同时称重头3能够在一定程度上吸收驱动装置6运作驱动杆构件连同晶体旋转过程中产生的振动，避免对称重构件1的测量结果的准确性产生影响。

驱动装置6可以为旋转电机，当然，并不仅限于此，其他能够实现相同或相近的技术效果的部件也应落在本申请所要求的保护范围内。

优选地，称重机构还包括称重头3和称重支架4，称重头3设置于固定支架5，称重支架4设置于称重头3，且称重支架4与固定件2相连接；至少三个称重构件1设置于称重支架4。

在该实施例中，固定件2固定设置于生长炉等位置，确保固定件2设置的稳定性，具体地，固定件2的内部中空，且固定件2内壁设置有固定悬臂201，称重机构、旋转机构设置于固定件2的内部，称重支架4设置于称重头3的上方，且称重支架4、称重头3分别与固定悬臂201相连接，使得称重支架4、称重头3具有较好的稳定性，进而确保设置于称重支架4的称重构件1的稳定，确保称重结果的准确性。

实施例二

本申请的实施例二还提供一种晶体生长炉(图中未示出)，包括上述实施例一所述的晶体生长提拉装置，因而，具有该晶体生长提拉装置的全部有益技术效果，相同的技术特征及有益效果不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种晶体生长提拉装置，其特征在于，包括：

旋转机构，所述旋转机构的输出端连接有杆构件，所述杆构件用于连接承载有晶体的构件；

称重机构，设置于所述旋转机构的固定部；

所述称重机构包括两个或更多个称重构件。

2.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述称重构件的数量为三个，三个所述称重构件呈旋转对称设置，旋转角度为120°。

3.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述称重构件的数量为大于三个，多个所述称重构件呈旋转对称设置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述晶体生长提拉装置还包括固定件，所述旋转机构与所述固定件相连接。

5.根据权利要求4所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述旋转机构包括固定支架以及驱动装置，所述驱动装置设置于所述固定支架，所述杆构件与所述驱动装置的输出轴相连接。

6.根据权利要求5所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述称重机构还包括称重头和称重支架，所述称重头设置于所述固定支架，所述称重支架设置于所述称重头，且所述称重支架与所述固定件相连接；至少三个所述称重构件设置于所述称重支架。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述晶体生长提拉装置还包括信号处理器，所述称重构件与所述信号处理器电连接。

8.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述称重构件为称重传感器。

9.根据权利要求6所述的晶体生长提拉装置，其特征在于，所述驱动装置为旋转电机。

10.一种晶体生长炉，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的晶体生长提拉装置。

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