单晶炉及其副室的制作方法

本发明涉及单晶生长技术领域，特别涉及一种单晶炉的副室，还涉及一种应用该副室的单晶炉。

背景技术：

单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。

现有的单晶炉主要包括机架、主炉室、副室、副室提升机构、阀体、炉盖和晶体提拉机构。副室为圆筒状结构，副室连接于主炉室的炉盖上，阀体设置于副室和炉盖之间；晶体提拉机构穿过副室进入主炉室中，对仔晶进行提拉生成晶棒，晶棒完成后，提拉至副室中；副室提升机构能够将副室提升，使副室抬高离开主炉室，此时晶棒下端露出副室底部，通过夹持机构夹持晶棒下端，取出晶体。

单晶炉在进行晶体生产时，晶棒长度越长生产效率越高，而单晶炉的高度越高，晶棒的生长长度越长，但是，因工厂高度受到限制，导致副室不能提升至要求高度，副室底部离主炉室的高度过低，使长晶棒无法从副室中取出，从而限制了晶棒的生产长度。

综上所述，如何解决因场地高度限制导致长晶棒无法从副室中取出的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单晶炉的副室，在场地高度一定的情况下，以使长晶棒能够从副室中取出，增加长晶棒的生产长度，提高晶棒生产效率。

本发明的另一个目的在于提供一种应用该副室的单晶炉，以在相同场地高度的情况下，增加晶棒的生产长度，提高晶棒的生产效率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种单晶炉的副室，所述副室为伸缩式结构。

优选地，在上述的副室中，所述副室包括：

刚性副室；

可轴向变形抗压副室，与所述刚性副室连接，用于轴向变形伸缩；

第一副室伸缩机构，所述第一副室伸缩机构的升降两端分别连接在所述可轴向变形抗压副室的两端。

优选地，在上述的副室中，所述可轴向变形抗压副室为伸缩波纹管。

优选地，在上述的副室中，所述可轴向变形抗压副室设置于所述刚性副室的一端或两端或中间位置。

优选地，在上述的副室中，所述第一副室伸缩机构包括：

电机，设置于所述可轴向变形抗压副室的一端；

丝杆，与所述电机的输出端传动连接；

螺纹套，设置于所述可轴向变形抗压副室的另一端，且与所述丝杆螺纹配合连接。

优选地，在上述的副室中，所述第一副室伸缩机构还包括减速机，所述丝杠通过所述减速机与所述电机的输出端传动连接。

优选地，在上述的副室中，所述副室包括：

至少两个可相对轴向移动套接的刚性副室；

第二副室伸缩机构，所述第二副室伸缩机构的升降两端分别连接所述副室的两端。

本发明还提供了一种单晶炉，包括副室、主炉室、提拉头和竖直机架，其特征在于，所述副室为以上任一项所述的副室，所述副室的底端连接于所述主炉室的炉盖上，所述副室的顶端与所述提拉头连接。

优选地，在上述的单晶炉中，所述副室的可轴向变形抗压副室的两端分别与所述刚性副室和所述提拉头连接，所述副室的第一副室伸缩机构的升降两端分别连接于所述提拉头和所述刚性副室上。

优选地，在上述的单晶炉中，所述提拉头通过转动支架水平转动连接于竖直机架上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的单晶炉的副室中，副室为伸缩式结构，因此，在工厂厂房高度和单晶炉整体高度一定的情况下，副室可以通过由下向上收缩，使副室远离主炉室，副室与主炉室之间的距离可以满足使用要求，将长晶棒的下端露出副室的底端，从而将长晶棒从副室中取出。可见该副室能够在厂房高度一定的情况下，增加晶棒的生产长度，提高了晶棒的生产效率。

本发明提供的单晶炉应用了本申请中的副室，因此，在相同场地高度的情况下，增加了晶棒的生产长度，提高晶棒的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种单晶炉的副室的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种单晶炉的结构示意图。

其中，1为副室、11为刚性副室、12为可轴向变形抗压副室、13为第一副室提升机构、131为电机、132为减速机、133为丝杆、134为螺纹套、2为主炉室、3为机架、4为提拉头、5为转动支架、6为转轴、7为竖直机架。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种单晶炉的副室，在场地高度一定的情况下，能够使长晶棒从副室中取出，增加了晶棒的生产长度，提高了晶棒生产效率。

本发明还提供一种应用该副室的单晶炉，在相同场地高度的情况下，增加了晶棒的生产长度，提高了晶棒的生产效率。

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。

请参考图1和图2，本发明实施例提供了一种单晶炉的副室，副室1为伸缩式结构，副室1整体为圆筒结构，能够沿副室1的轴向伸缩。工作时，副室1的上端高度位置一定，通过副室1的底端由下至上的收缩，使副室1的底端从主炉室2的顶部离开，副室1的底端与主炉室2的顶部之间的距离达到要求，生长完成的长晶棒的下端露出副室1的底端，通过夹持机构夹持晶棒下端，能够从副室1中取出晶棒。

可见，在工厂厂房高度一定的情况下，将副室1的上端靠近厂房顶部，提高了单晶炉的整体高度，则晶棒可以在提拉的过程中生长较长的长度，晶棒完成后，不需要将副室1的顶端提升，只需要将副室1的底端由下至上提升即可完成晶棒的取出操作。增加了晶棒的生产长度，提高了晶棒的生产效率。

如图1所示，本实施例提供了一种具体的伸缩式结构的副室1，该副室1包括刚性副室11、可轴向变形抗压副室12和第一副室伸缩机构13。其中，刚性副室11为刚性结构，不发生变形。可轴向变形抗压副室12为柔性结构，能够进行轴向的变形伸缩，且能够抵抗径向压力，不会发生径向变形，可轴向变形抗压副室12与刚性副室11连接，组成副室主体结构。第一副室伸缩机构13的伸缩两端分别连接在可轴向变形抗压副室12的两端，用于驱动可轴向变形抗压副室12伸缩。

该副室1在工作时，当取晶棒时，通过第一副室伸缩机构13驱动可轴向变形抗压副室12轴向右下向上收缩，从而使整个副室1相对主炉室2升起，副室1的底端离开主炉室2一段距离，方便夹持机构夹持露出的晶棒下端。

作为优化，在本实施例中，可轴向变形抗压副室12为伸缩波纹管。伸缩波纹管能够进行轴向的伸缩，但是具有径向的抗压能力，能够防止伸缩波纹管因内部负压而产生径向变形。伸缩波纹管优选为不锈钢材质，耐腐蚀。当然，可轴向变形抗压副室12还可以为其它结构，如具有径向支撑的软金属管，只要能够轴向伸缩变性即可，并不局限于本实施例所列举的结构形式。

如图1所示，在本实施例中，可轴向变形抗压副室12优选地设置在刚性副室11的上端，刚性副室11的下端用于与主炉室2连接。相应地，第一副室伸缩机构13的两端分别连接在刚性副室11和可轴向变形抗压副室12的远离刚性副室11的一端上。从而驱动可轴向变形抗压副室12进行轴向伸缩。当然，可轴向变形抗压副室12还可以设置于刚性副室11的下端，则可轴向变形抗压副室12的下端用于与主炉室2连接，第一副室伸缩机构13的下端与可轴向变形抗压副室12的下端连接，第一副室伸缩机构13的上端与刚性副室11连接。或者，刚性副室11的两端均连接一个可轴向变形抗压副室12，每个可轴向变形抗压副室12对应安装一个第一副室伸缩机构13。或者，在刚性副室11的中间任意位置设置一个可轴向变形抗压副室12，则第一副室伸缩机构13的上下两端分别连接于位于可轴向变形抗压副室12两端的刚性副室11上。只要能够实现副室1的伸缩即可。并不局限于本实施例所列举的安装位置。

本实施例提供了一种具体的第一副室伸缩机构13，其包括电机131、丝杆133和螺纹套134。其中，电机131、丝杆133和螺纹套134至少为两组，沿圆周方向设置于副室1的外周。电机131设置可轴向变形抗压副室12的一端，具体根据可轴向变形抗压副室12的设置位置而定。丝杆133与电机131的输出端传动连接，电机131驱动丝杆133转动。螺纹套134设置于可轴向变形抗压副室12的另一端，具体根据可轴向变形抗压副室12的设置位置而定，且螺纹套134与丝杆133螺纹配合连接，螺纹套134固定不动，随着丝杆133的转动，螺纹套134在丝杆133上轴向移动，螺纹套134还可以为螺母等。

进一步地，在本实施例中，第一副室伸缩机构13还包括减速机132，丝杠133通过减速机132与电机131的输出端传动连接。以控制丝杆133的转速。

其中，电机131可采用普通电机或步进电机。

当然，第一副室伸缩机构13还可以为其他机构，如通过伸缩缸进行驱动等，只要能够实现可轴向变形抗压副室12的伸缩即可，并不局限于本实施例所列举的结构形式。

本发明实施例还提供了另一种伸缩式结构的副室1，该副室1包括第二副室伸缩机构和至少两个可相对轴向移动套接的刚性副室11，多个刚性副室11之间通过轴向移动实现伸缩；第二副室伸缩机构的升降两端分别连接副室1的两端，通过第二副室伸缩机构驱动多个刚性副室11相对轴向移动。优选地，第二副室伸缩机构可以采用与第一副室伸缩机构13相同的结构。

如图2所示，基于以上实施例所描述的副室1，本发明实施例还提供了一种单晶炉，包括副室1、主炉室2、提拉头4、机架36和竖直机架。其中，副室1为以上任一实施例所描述的副室1，副室1的底端连接于主炉室2的炉盖上，副室1的顶端与提拉头4连接。竖直机架7固定在机架3上，竖直机架7的高度根据工厂厂房的高度而定，或者根据需要生产的晶棒的长度设定。提拉头4用于在副室1和主炉室2中提拉仔晶和晶棒。提拉头4通过转动支架5水平转动连接于竖直机架7上，转动支架5通过转轴6转动连接于竖直机架7上。提拉头4、转动支架5只能在水平面内转动，不能在竖直方向上移动，因此，提拉头4稳定性增加，提高了晶棒生长成功率。

工作时，在长晶时，副室1的下端与主炉室2连接，提拉头4不断地提升晶棒，当完成长晶时，提拉头4将晶棒提升至副室1中，之后，使副室1的下端由下至上收缩，副室1的下端离开主炉室，晶棒的下端露出副室1的底端，通过夹持机构夹持晶棒，水平转动转动支架5，将提拉头4、副室1和晶棒从主炉室2的正上方转动到主炉室2外侧，通过夹持机构将晶棒从副室1中取出。由于单晶炉采用本申请中的副室1，因此，在相同厂房高度和单晶炉高度的情况下，能够通过副室1的收缩增加晶棒的长度，提高单晶炉的晶棒生产效率。

进一步地，在本实施例中，副室1的可轴向变形抗压副室12的两端分别与刚性副室11和提拉头4连接，第一副室伸缩机构13的升降两端分别连接于提拉头4和刚性副室11上。此种安装结构适应于可轴向变形抗压副室12设置在刚性副室11的上端的情况，当然，对于其他布置结构，提拉头4相应地与刚性副室11连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。