本发明涉及一种半导体单晶炉。
背景技术：
目前，单晶硅是一种良好的半导体材料，可以用于二极管级、整流器件级、电路级和芯片产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位，处于新材料发展的前沿，单晶硅的用途越来越广泛，但现有的半导体单晶炉主要是靠人工操作，效率低、也存在着安全隐患，且单晶炉的各部件存在着不易升降或旋转、易晃动、拆装麻烦、难维护、定位不精准的特性，从而影响半导体单晶炉的使用，也影响晶棒的质量。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种半导体单晶炉，它采用自动化操作，定位精准、结构简单、易操作、易控制，且磁场产生源、副炉室移动平稳、无晃动，进而保证了晶棒的质量，也降低了生产难度。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种半导体单晶炉，它包括底座、主炉室、副炉室、下驱动装置和上驱动装置，所述主炉室和下驱动装置均安装在底座上，所述主炉室内设置有坩埚，所述下驱动装置和坩埚相连，以便通过下驱动装置驱动坩埚升降，所述副炉室和主炉室相连通，所述上驱动装置安装在副炉室的上端，以便通过上驱动装置驱动拉晶，它还包括：
可升降磁场装置，所述可升降磁场装置包括磁场产生源和磁场升降驱动装置，所述磁场升降驱动装置连接在底座上，所述磁场产生源和磁场升降驱动装置相连，以便通过磁场升降驱动装置驱动磁场产生源升降，且所述磁场产生源套装在主炉室的外侧；
副炉室升降驱动装置，所述副炉室通过副炉室旋臂连接在副炉室升降驱动装置上，以便通过副炉室升降驱动装置驱动副炉室旋臂升降，并通过副炉室旋臂带动副炉室升降；
副炉室旋转驱动装置，所述副炉室旋转驱动装置连接在副炉室升降驱动装置和副炉室旋臂之间，以便使得副炉室旋转驱动装置随副炉室旋臂一起升降，并通过副炉室旋转驱动装置驱动副炉室旋臂旋转，副炉室旋臂又带动副炉室旋转；
在副炉室移动到取晶位的过程中用于承接晶棒的电动接晶托。
进一步提供了一种磁场升降驱动装置具体结构，所述磁场升降驱动装置包括升降机驱动装置和至少两个升降机，所述升降机包括减速箱、丝杠和升降机螺母，所述丝杠连接在减速箱的输出轴上，所述升降机螺母沿磁场产生源的周向连接在磁场产生源上，且所述升降机螺母通过螺纹和丝杠相连接，所有升降机的减速箱的输入轴和升降机驱动装置传动连接。
进一步为了使得磁场产生源平稳升降，可升降磁场装置还包括磁场导向装置，所述磁场导向装置包括直线导轨和滑配在直线导轨上的导向支架，所述导向支架连接在升降机螺母上。
进一步，所述升降机设置有三个，三个升降机沿磁场产生源的周向均布，三个升降机分别为第一升降机、第二升降机和第三升降机。
进一步提供了一种升降机驱动装置的具体结构，所述升降机驱动装置包括升降机驱动电机和减速机，所述减速机的输入轴和升降机驱动电机的输出轴相连接，所述第一升降机的减速箱的输入轴和第二升降机的减速箱的输入轴分别通过万向节传动装置连接在减速机的输出轴上，所述第三升降机的减速箱的输入轴通过传动装置连接在第二升降机的减速箱的输出轴上，所述传动装置包括转角箱和两个万向节传动装置，所述转角箱的输入轴通过一个万向节传动装置与第二升降机的减速箱的输出轴相连接，所述转角箱的输出轴通过另一个万向节传动装置与第三升降机的减速箱的输入轴相连接，所述万向节传动装置包括传动轴和两个万向节，所述传动轴连接在两个万向节之间，所有传动轴均通过万向节与减速机、减速箱和转角箱相连接。
进一步提供了一种副炉室升降驱动装置的具体结构，所述副炉室升降驱动装置包括升降丝杆、拖板和丝杆旋转驱动装置，所述底座上设置有立柱，所述升降丝杆可旋转地支承在立柱上，所述拖板通过螺纹连接在升降丝杆上，所述副炉室旋臂连接在拖板上，所述升降丝杆连接在丝杆旋转驱动装置上，以便通过丝杆旋转驱动装置驱动升降丝杆旋转，进而将升降丝杆的旋转运动转换为拖板的升降运动，通过拖板带动副炉室旋臂升降，所述副炉室旋臂又带动副炉室升降。
进一步为了使得拖板更好地升降，半导体单晶炉还包括设置在立柱和拖板之间且用于导向拖板的升降的升降导向装置，所述升降导向装置包括设置在立柱上的导轨和设置在拖板上的滑块，所述拖板通过滑块与导轨的配合滑配在立柱上。
进一步提供了一种副炉室旋转驱动装置的具体结构，所述副炉室旋转驱动装置包括旋转电机、旋转丝杆、旋转套和固定座，所述旋转套铰接在拖板上，所述旋转丝杆可旋转地支承在固定座上，所述旋转电机安装在固定座上，所述旋转丝杆的一端部和旋转电机的输出轴相连接，所述旋转丝杆的另一端部和旋转套通过螺纹连接，所述副炉室旋臂铰接在固定座上，以便通过旋转电机驱动旋转丝杆在旋转套内旋进旋出，使得固定座产生位移，并使固定座带动副炉室旋臂旋转。
进一步提供了一种电动接晶托的具体结构，所述电动接晶托包括提升杆、用于承接晶棒的托板、电动推杆、接晶托电机和固定管，所述电动推杆连接在副炉室旋臂上，所述提升杆连接在电动推杆的推杆上，以便通过推杆的升降带动提升杆升降，所述接晶托电机连接在提升杆上，所述托板连接在接晶托电机的输出轴上，以便通过接晶托电机驱动托板旋转，所述固定管套装在提升杆和电动推杆的推杆的外侧，所述固定管连接在副炉室旋臂上。
进一步为了方便主炉室的拆卸、移动和加料，半导体单晶炉还包括主炉室升降驱动装置和主炉室旋转驱动装置，所述所述主炉室通过主炉室旋臂连接在主炉室升降驱动装置上，以便通过主炉室升降驱动装置驱动主炉室旋臂升降，并通过主炉室旋臂带动主炉室升降，所述主炉室旋转驱动装置连接在主炉室升降驱动装置和主炉室旋臂之间，以便使得主炉室旋转驱动装置随主炉室旋臂一起升降，并通过主炉室旋转驱动装置驱动主炉室旋臂旋转，主炉室旋臂又带动主炉室旋转。
采用了上述技术方案后，对半导体单晶炉进行清扫后，将主炉室的各部件依次吊装到安装位，然后通过磁场升降驱动装置将磁场产生源升至合适高度，并进行拉晶准备工作及完成拉晶，最后通过副炉室升降驱动装置和副炉室旋转驱动装置驱动副炉室旋臂带动副炉室移动到取晶位，在副炉室移动的过程中，所述电动接晶托自动调节至适当的接晶位置，以防止因晶棒脱落而造成事故，再通过磁场升降驱动装置驱动磁场产生源下降以方便拆炉；本发明采用自动化操作，安全高效，易操作，易控制，既杜绝了人工操作的安全隐患，也提高了生产效率；本发明的可升降磁场装置通过一个磁场升降驱动装置控制至少两个升降机同步工作，从而保证了所有升降机升降幅度的一致性，并通过磁场导向装置对磁场产生源的升降进行导向，使得磁场产生源平稳升降；本发明的副炉室升降驱动装置及副炉室旋转驱动装置传动平稳、无晃动，且定位精确；本发明通过电动接晶托来防止晶棒脱落，安全有效，且本发明的电动接晶托适用于各种长度的晶棒；本发明还通过主炉室升降驱动装置和主炉室旋转驱动装置来吊装主炉室的各部件，既杜绝了人工操作的安全隐患，又提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的半导体单晶炉的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为本发明的磁场升降驱动装置的结构示意图；
图4为本发明的副炉室升降驱动装置的结构示意图；
图5为本发明的副炉室旋转驱动装置的结构示意图；
图6为本发明的电动接晶托的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～6所示，一种半导体单晶炉，它包括底座1、主炉室2、副炉室3、下驱动装置4和上驱动装置5，所述主炉室2和下驱动装置4均安装在底座1上，所述主炉室2内设置有坩埚，所述下驱动装置4和坩埚相连，以便通过下驱动装置4驱动坩埚升降，所述副炉室3和主炉室2相连通，所述上驱动装置5安装在副炉室3的上端，以便通过上驱动装置5驱动拉晶，它还包括：
可升降磁场装置，所述可升降磁场装置包括磁场产生源61和磁场升降驱动装置，所述磁场升降驱动装置连接在底座1上，所述磁场产生源61和磁场升降驱动装置相连，以便通过磁场升降驱动装置驱动磁场产生源61升降，且所述磁场产生源61套装在主炉室2的外侧；
副炉室升降驱动装置，所述副炉室3通过副炉室旋臂81连接在副炉室升降驱动装置上，以便通过副炉室升降驱动装置驱动副炉室旋臂81升降，并通过副炉室旋臂81带动副炉室3升降；
副炉室旋转驱动装置，所述副炉室旋转驱动装置连接在副炉室升降驱动装置和副炉室旋臂81之间，以便使得副炉室旋转驱动装置随副炉室旋臂81一起升降，并通过副炉室旋转驱动装置驱动副炉室旋臂81旋转，副炉室旋臂81又带动副炉室3旋转；
在副炉室3移动到取晶位的过程中用于承接晶棒的电动接晶托。
如图1、2、3所示，所述磁场升降驱动装置包括升降机驱动装置和至少两个升降机，所述升降机包括减速箱62、丝杠69和升降机螺母63，所述丝杠69连接在减速箱62的输出轴上，所述升降机螺母63沿磁场产生源61的周向连接在磁场产生源61上，且所述升降机螺母63通过螺纹和丝杠69相连接，所有升降机的减速箱62的输入轴和升降机驱动装置传动连接。具体地，为了防止在磁场产生源61上升的过程中，丝杠69与升降机螺母63脱离，所述丝杠69的顶端通过定位轴承64连接有定位板65。为了防止润滑油脂挥发污染原料，所述丝杠69的外侧套装有可伸缩的防尘罩68，所述防尘罩68为波纹防尘罩。
如图3所示，为了使得磁场产生源61平稳升降，可升降磁场装置还包括磁场导向装置，所述磁场导向装置包括直线导轨66和滑配在直线导轨66上的导向支架67，所述导向支架67连接在升降机螺母上63。
如图3所示，所述升降机设置有三个，三个升降机沿磁场产生源61的周向均布，三个升降机分别为第一升降机、第二升降机和第三升降机。
如图3所示，所述升降机驱动装置包括升降机驱动电机71和减速机72，所述减速机72的输入轴和升降机驱动电机71的输出轴相连接，所述第一升降机的减速箱62的输入轴和第二升降机的减速箱62的输入轴分别通过万向节传动装置连接在减速机72的输出轴上，所述第三升降机的减速箱62的输入轴通过传动装置连接在第二升降机的减速箱62的输出轴上，所述传动装置包括转角箱73和两个万向节传动装置，所述转角箱73的输入轴通过一个万向节传动装置与第二升降机的减速箱62的输出轴相连接，所述转角箱73的输出轴通过另一个万向节传动装置与第三升降机的减速箱62的输入轴相连接，所述万向节传动装置包括传动轴74和两个万向节75，所述传动轴74连接在两个万向节75之间，所有传动轴74均通过万向节75与减速机72、减速箱62和转角箱73相连接。具体地，所述传动轴74与万向节75之间通过涨紧套76连接。
如图2、4所示，所述副炉室升降驱动装置包括升降丝杆94、拖板92和丝杆旋转驱动装置，所述底座1上设置有立柱8，所述升降丝杆94可旋转地支承在立柱8上，所述拖板92通过螺纹连接在升降丝杆94上，所述副炉室旋臂81连接在拖板92上，所述升降丝杆94连接在丝杆旋转驱动装置上，以便通过丝杆旋转驱动装置驱动升降丝杆94旋转，进而将升降丝杆94的旋转运动转换为拖板92的升降运动，通过拖板92带动副炉室旋臂81升降，所述副炉室旋臂81又带动副炉室3升降。具体地，所述丝杆旋转驱动装置包括升降电机91和升降减速机93，所述升降减速机93连接在升降电机91的输出轴上，所述升降丝杆94连接在升降减速机93的输出轴上。
如图4所示，为了使得拖板92更好地升降，半导体单晶炉还包括设置在立柱8和拖板92之间且用于导向拖板92的升降的升降导向装置，所述升降导向装置包括设置在立柱8上的导轨82和设置在拖板92上的滑块，所述拖板92通过滑块与导轨82的配合滑配在立柱8上。具体地，为了防止润滑油脂挥发污染原料，所述升降丝杆94和导轨82的外侧套装有可伸缩的防尘罩68，所述防尘罩68为波纹防尘罩。
如图2、5所示，所述副炉室旋转驱动装置包括旋转电机101、旋转丝杆102、旋转套103和固定座104，所述旋转套103铰接在拖板92上，所述旋转丝杆102可旋转地支承在固定座104上，所述旋转电机101安装在固定座104上，所述旋转丝杆102的一端部和旋转电机101的输出轴相连接，所述旋转丝杆102的另一端部和旋转套103通过螺纹连接，所述副炉室旋臂81铰接在固定座104上，以便通过旋转电机101驱动旋转丝杆102在旋转套103内旋进旋出，使得固定座104产生位移，并使固定座104带动副炉室旋臂81旋转。具体地，所述旋转套103通过定位螺杆105铰接在立柱8上。为了防止润滑油脂挥发污染原料，所述旋转丝杆的外侧套装有可伸缩的防尘罩68，所述防尘罩68为波纹防尘罩。
如图2、6所示，所述电动接晶托包括所述电动接晶托包括提升杆、用于承接晶棒的托板113、电动推杆112、接晶托电机114和固定管111，所述电动推杆112连接在副炉室旋臂81上，所述提升杆连接在电动推杆112的推杆上，以便通过推杆的升降带动提升杆升降，所述接晶托电机114连接在提升杆上，所述托板113连接在接晶托电机114的输出轴上，以便通过接晶托电机114驱动托板113旋转，所述固定管111套装在提升杆和电动推杆112的推杆的外侧，所述固定管111连接在副炉室旋臂81上。具体地，为了防止润滑油脂挥发污染原料，所述提升杆的外侧套装有可伸缩的防尘罩68，所述防尘罩68为波纹防尘罩。
如图1所示，为了方便主炉室2的拆卸、移动和加料，半导体单晶炉还包括主炉室升降驱动装置12和主炉室旋转驱动装置13，所述所述主炉室2通过主炉室旋臂83连接在主炉室升降驱动装置12上，以便通过主炉室升降驱动装置12驱动主炉室2旋臂旋转，并通过主炉室旋臂83带动主炉室2旋转，所述主炉室旋转驱动装置13连接在主炉室升降驱动装置12和主炉室旋臂83之间，以便使得主炉室旋转驱动装置13随主炉室旋臂83一起升降，并通过主炉室旋转驱动装置13驱动主炉室旋臂83旋转，主炉室旋臂83又带动主炉室2旋转。在本实施例中，所述主炉室升降驱动装置12的结构和副炉室升降驱动装置的结构一致，所述主炉室旋转驱动装置13的结构和副炉室旋转驱动装置的结构也一致。
本发明的工作原理如下：
对半导体单晶炉进行清扫后，将主炉室2的各部件依次吊装到安装位，然后通过磁场升降驱动装置将磁场产生源61升至合适高度，并进行拉晶准备工作及完成拉晶，最后通过副炉室升降驱动装置和副炉室旋转驱动装置驱动副炉室旋臂81带动副炉室3移动到取晶位，在副炉室3移动的过程中，所述电动接晶托自动调节至适当的接晶位置，以防止因晶棒脱落而造成事故，再通过磁场升降驱动装置驱动磁场产生源61下降以方便拆炉；本发明采用自动化操作，安全高效，易操作，易控制，既杜绝了人工操作的安全隐患，也提高了生产效率；本发明的可升降磁场装置通过一个磁场升降驱动装置控制至少两个升降机同步工作，从而保证了所有升降机升降幅度的一致性，并通过磁场导向装置对磁场产生源61的升降进行导向，使得磁场产生源61平稳升降；本发明的副炉室升降驱动装置及副炉室旋转驱动装置传动平稳、无晃动，且定位精确；本发明通过电动接晶托来防止晶棒脱落，安全有效，且本发明的电动接晶托适用于各种长度的晶棒；本发明还通过主炉室升降驱动装置12和主炉室旋转驱动装置13来吊装主炉室2的各部件，既杜绝了人工操作的安全隐患，又提高了生产效率；本发明的丝杠69、升降丝杆94和旋转丝杆102的外侧均套装有防尘罩68，有效地防止了润滑油脂挥发对原料造成污染。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。