一种单晶炉籽晶夹持装置的制作方法

本实用新型涉及单晶硅制备设备技术领域，特别涉及一种用于单晶炉的籽晶夹持装置。

背景技术：

单晶炉在拉晶过程中籽晶与坩埚之间的同心度越高，所得到的籽晶质量越好，因此在单晶炉的安装过程中需要通过籽晶夹头来确定籽晶与坩埚之间的同心度。在硅单晶拉制过程中，籽晶通过籽晶夹头夹持拉晶，排除了硅晶体中的位错，保证了晶体的单一性。现有的籽晶夹头所采用的材料一般都是耐高温的金属材料，其长期在高温(1400℃)环境下工作，夹头表面会有少量氧化物生成，这些金属氧化物容易掉落到硅液里，而这些金属杂质会导致晶棒产生位错和晶线中断；并且现有的籽晶夹头通常采用销来固定籽晶，这种装夹方式会因为籽晶上的90°V型槽加工的误差和人工安装不精确的原因，导致籽晶的安装方向和夹具中轴线之间存在一定的夹角，难以保证籽晶与坩埚之间的同心度，同时在取晶棒时导致受力点不一样，容易出现掉棒的现象，影响到硅晶体的制备。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有单晶炉中籽晶夹头存在的上述技术问题，提供一种单晶炉籽晶夹持装置，其结构简单，可很好的解决金属杂质和掉棒的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种单晶炉籽晶夹持装置，包括重锤、转接头和籽晶夹头，所述转接头一端连接在重锤上，另一端连接籽晶夹头，所述籽晶夹头中心设置有中空结构的夹持腔，夹持腔包括头部容纳腔、限位腔和杆部容纳腔，所述头部容纳腔、限位腔和杆部容纳腔依次连接，所述限位腔为倒锥台截面结构。

上述技术方案中，进一步地，所述籽晶夹头上设置有连通头部容纳腔的通孔。

上述技术方案中，进一步地，所述籽晶夹头端部设置有与头部容纳腔连通的连接螺孔，转接头下端设置有连接螺柱，籽晶夹头和转接头之间通过连接螺孔和连接螺柱固定连接，所述籽晶夹头端部设置有定位端面，连接螺柱外设置有限位凸缘，所述限位凸缘端面与定位端面之间相互配合。

上述技术方案中，进一步地，所述转接头上端设置有固定螺柱，重锤下端设置有固定螺孔，所述转接头与重锤之间通过固定螺柱和固定螺孔固定连接，所述固定螺柱外设置有定位凸台和定位锥面，固定螺孔外对应设置有配合的限位端面和限位锥面。

上述技术方案中，进一步地，所述籽晶夹头为等静压石墨整体成型结构。

本实用新型所具有的有益效果：

本实用新型中所采用的籽晶夹持装置中通过在籽晶夹头中设置与籽晶相配合的夹持腔，对籽晶进行固定装夹，在方便籽晶安装装夹的同时，通过籽晶自身的重力使籽晶在拉晶过程中作用力保持一致，防止发生掉棒的问题；具有结构简单，加工、使用方便，活动性较好的特点。

同时在夹头与重锤之间的连接上通过设置相应的定位结构，使夹头和重锤之间具有很好的同轴度，从而保证了籽晶与坩埚之间的同心度，提高了硅晶体的制备质量和效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中籽晶夹头结构示意图。

图3为图1中A处局部示意图。

图中：

1、重锤，101、固定螺孔，102、限位端面，103、限位锥面；

2、转接头，201、连接螺柱，202、固定螺柱，203、限位凸缘，204、定位凸台，205、定位锥面；

3、籽晶夹头，301、夹持腔，311、头部容纳腔，312、限位腔，313、杆部容纳腔，302、通孔，303、连接螺孔，304、定位端面；

4、籽晶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，本实施例中的单晶炉籽晶夹持装置，包括重锤1、转接头2和籽晶夹头3，转接头2一端连接在重锤上，另一端连接籽晶夹头3。籽晶夹头3中心设置有中空结构的夹持腔301，夹持腔用于对籽晶进行固定装夹。

如图2，本实施例中的夹持腔301包括头部容纳腔311、限位腔312和杆部容纳腔313，头部容纳腔311、限位腔312和杆部容纳腔313依次连接，限位腔312为倒锥台截面结构。其中头部容纳腔用于设置籽晶的头部，籽晶头部与杆部的连接端面为与限位腔倒锥台截面结构相配合的锥面结构，这样既可以对籽晶进行固定装夹，同时还能对籽晶进行很好的定位，使籽晶轴线与籽晶夹头之间具有很好的同轴度。

在籽晶夹头3上设置有连通头部容纳腔311的通孔302；通孔的设置使夹持腔与外界相通，防止夹持腔内形成密封对籽晶动作的影响。

为保证籽晶夹头与重锤之间的连接及同轴度的要求，本实施例中，如图3所示，在籽晶夹头3端部设置有与头部容纳腔311连通的连接螺孔303，转接头2下端设置有连接螺柱201，籽晶夹头3和转接头2之间通过连接螺孔303和连接螺柱201固定连接。籽晶夹头3端部设置有定位端面304，连接螺柱201外设置有限位凸缘203，限位凸缘203端面与定位端面304之间相互配合。通过设置限位凸缘和定位端面对籽晶夹头和转接头之间的连接进行辅助定位，使连接头和籽晶夹头之间具有较好的同轴度。

同样地，转接头2上端设置有固定螺柱202，重锤1下端设置有固定螺孔101，转接头2与重锤1之间通过固定螺柱202和固定螺孔101固定连接。固定螺柱202外设置有定位凸台204和定位锥面205，固定螺孔101外对应设置有配合的限位端面102和限位锥面103。通过设置定位凸台与限位端面及定位锥面与限位锥面对转接头与重锤之间的连接进行辅助定位，使转接头与重锤之间具有较好的同轴度。

本实施例中，籽晶夹头3为等静压石墨整体成型结构，加工成型简单，材料纯度、强度较高，价格较传统的钼夹头便宜，成本低；并且石墨材料在高温作用在不会产生氧化物杂质，保证了硅晶体的制备要求。

本实用新型的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本实用新型基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征作出一些替换和变形，均在本实用新型的保护范围内。