超导磁体装置及超导磁体装置的调整方法与流程

本技术涉及半导体，特别是涉及一种超导磁体装置及超导磁体装置的调整方法。

背景技术：

1、磁控直拉单晶超导磁体是一种用于直拉单晶硅生长的超导磁体系统。在直拉单晶硅的过程中，通过附加一定强度的磁场，可以有效提高单晶硅棒的均匀性，进而提高单晶硅棒品质。

2、磁控直拉单晶超导磁体是布置于单晶炉周围用于提供超导磁体的装置，其产生的磁场位形对拉晶效果影响很大，可直接影响拉晶的质量。

3、目前，对磁控直拉单晶超导磁体产生的水平磁场的零磁面的调控基本来自于超导磁体自身的工艺控制，以及与单晶炉的装配配合精度控制。并通过磁场测量的方式来确定零磁面的水平度，如果水平度不达标需要将磁控直拉单晶超导磁体进行返修，需要大量拆装工序。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种超导磁体装置。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种超导磁体装置，包括：

3、第一容器，所述第一容器包括第一壳体，所述第一壳体内腔形成有封闭的第一腔室及所述第一壳体围设形成有第一通孔，所述第一通孔用于容纳单晶炉；

4、线圈组件，所述线圈组件位于所述第一腔室内，所述线圈组件包括线圈骨架与超导线圈，所述超导线圈绕装于所述线圈骨架上，所述超导线圈用于产生磁场并作用于所述单晶炉内坩埚容纳的硅熔液上；

5、多个拉杆组件，多个所述拉杆组件绕所述第一容器的轴线周向分布，所述拉杆组件的一端位于所述第一腔室内，且与所述线圈组件连接，所述拉杆组件的另一端位于所述第一腔室外部，且能够连接于所述第一壳体上，以使得所述线圈组件悬挂于所述第一腔室内；

6、多个调节组件，所述调节组件连接于所述拉杆组件的另一端，所述超导线圈在 所述调节组件的作用下沿所述第一容器的轴线方向移动，以调节所述磁场零磁面的水平度。

7、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述调节组件包括第一调节件与第二调节件，所述第一调节件匹配所述第二调节件，所述第一调节件与所述拉杆组件的另一端连接，所述第一调节件能够在所述第二调节件的作用下与所述第一壳体连接，以使得所述线圈组件悬挂于所述第一腔室内，

8、所述第一调节件还能够在所述第二调节件的作用下带动所述超导线圈沿所述第一容器的轴线方向移动，以调节所述磁场零磁面的水平度。

9、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述第一容器还包括支撑筒，所述支撑筒的底部连接于所述第一壳体表面，所述支撑筒沿其轴线方向上具有第二通孔，所述第二通孔连通所述第一腔室，所述第一调节件的一端位于所述第二通孔内，所述第一调节件的另一端位于所述支撑筒外部。

10、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述第一调节件包括拉杆螺柱，所述第二调节件包括调节螺母，所述调节螺母匹配所述拉杆螺柱，所述调节螺母相对所述拉杆螺柱进行旋转，以使得所述拉杆螺柱带动所述线圈骨架移动。

11、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，超导磁体装置还包括：

12、第二容器，所述第二容器位于所述第一腔室内，所述第二容器包括第二壳体，所述第二壳体内腔形成有封闭的第二腔室及所述第二壳体围设形成有第三通孔，所述线圈组件位于所述第二腔室内，所述第三通孔与所述第一通孔为同心圆，所述拉杆组件贯穿所述第二壳体表面且与所述第二壳体连接，所述第二腔室内温度低于所述第二腔室外部温度。

13、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述拉杆组件包括：

14、底座，所述底座与所述线圈骨架连接；

15、拉杆件，所述拉杆件的一端与所述底座连接，所述拉杆件的另一端与所述第一调节件连接，所述拉杆件穿过所述第一壳体与所述第二壳体。

16、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述拉杆件包括：

17、第一销轴，所述第一销轴与所述底座连接，所述第一销轴的轴线与所述第一容器的轴线垂直；

18、第二销轴，所述第二销轴与所述第一壳体连接，所述第二销轴的轴线平行于所述第一销轴的轴线；

19、环形拉杆，所述环形拉杆的一端套装于所述第一销轴上，所述环形拉杆的另一端套装于所述第二销轴上，所述环形拉杆穿过所述第一壳体与所述第二壳体表面。

20、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述拉杆件还包括：

21、第三销轴；

22、第四销轴，所述第四销轴的轴线与所述第三销轴的轴线均平行于所述第一销轴或所述第二销轴的轴线，所述第四销轴位于所述第二腔室内，所述第三销轴位于所述第二腔室外部；

23、一对连接板，所述第四销轴的两端与所述第三销轴的两端均分别连接一对所述连接板上，所述连接板的一端位于所述第二腔室内，所述连接板的另一端位于所述第一腔室内；

24、铜软，所述铜软的两端分别连接一对所述连接板，所述铜软还与所述第二壳体连接；

25、所述环形拉杆包括第一拉杆与第二拉杆，所述第一拉杆的两端分别套装于所述第二销轴与所述第三销轴上，所述第二拉杆的两端分别套装于所述第四销轴与所述第一销轴上。

26、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，多个所述拉杆组件分布于所述第一壳体的上端面与下端面上，在所述第一容器的轴线方向上，位于所述上端面上的所述拉杆组件与位于所述下端面上的所述拉杆组件相对应。

27、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述线圈组件还包括环氧树脂，所述环氧树脂粘结于所述超导线圈与所述线圈骨架表面。

28、第二方面，本技术实施例提供了一种对第一方面实施例提供的超导磁体装置的调整方法，包括如下步骤：

29、在超导磁体完成励磁后，以单晶炉内坩埚的中心为圆心选取第一测量圆；

30、在所述第一测量圆上选取多个测量点，相邻所述测量点之间的距离相等；

31、通过测量得到每个所述测量点的径向磁场测量值与轴向磁场测量值；

32、基于所述径向磁场测量值调节所述坩埚中心与所述超导磁体产生磁场零磁面中心的相对位置，以使得所述坩埚中心与所述磁场零磁面中心重合；

33、基于所述轴向磁场测量值调节所述测量点对应位置的所述超导磁体在其轴线方向的位置，以使得所述磁场零磁面与所述坩埚内硅熔液液面平行。

34、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，基于所述径向磁场测量值调节所述坩埚中心与所述超导磁体产生磁场零磁面中心的相对位置，包括：

35、获取所述测量点的径向磁场的标准值；

36、基于多个所述测量点的所述径向磁场测量值与所述标准值，确定所述第一测量圆上多个所述测量点的最小标准差值；

37、判断所述最小标准差值是否小于等于第一设定值；

38、若是，则判定所述坩埚中心与所述磁场零磁面中心重合；

39、若否，基于对多个所述测量点的分析来调节所述坩埚中心与所述磁场零磁面中心的相对位置。

40、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，基于对多个所述测量点的分析来调节所述坩埚中心与所述磁场零磁面中心的相对位置，包括：

41、计算得到多个所述测量点的所述径向磁场测量值的平均值；

42、计算得到所述平均值与每个所述径向磁场测量值的差值；

43、至少获取所述差值中的最大值；

44、至少基于所述差值中的最大值调节所述坩埚中心与所述超导磁体中心的相对位置，以使得所述坩埚中心与所述磁场零磁面中心重合。

45、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，基于所述轴向磁场测量值调节所述测量点在所述超导磁体轴线方向的位置，以使得所述磁场零磁面与所述坩埚内硅熔液液面平行，包括：

46、基于对所述轴向磁场测量值的分析来调节至少一个所述测量点对应位置的所述超导磁体在其轴线方向上的位置；

47、通过测量得到每个所述测量点的当前轴向磁场测量值；

48、计算所述当前轴向磁场测量值与所述轴向磁场测量值的差值；

49、计算每个所述测量点对应位置的所述超导磁体在其轴线方向上的调节距离；

50、基于所述调节距离、所述当前轴向磁场测量值与所述轴向磁场测量值的差值计算调节后多个所述测量点的轴向磁场的均方根值；

51、判断所述均方根值是否小于等于第二设定值；

52、若是，则判定所述磁场零磁面与所述坩埚内硅熔液液面平行；

53、若否，则基于对所述当前轴向磁场测量值的分析来调节所述测量点对应位置的所述超导磁体在其轴线方向上的位置。

54、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，基于对所述轴向磁场测量值的分析来调节至少一个所述测量点在所述超导磁体轴线方向上的位置，包括：

55、计算得到多个所述测量点的所述轴向磁场测量值的平均值；

56、计算得到所述平均值与每个所述轴向磁场测量值的差值；

57、至少获取所述差值中的最大值；

58、至少基于所述差值中的最大值来调节与其对应的所述测量点对应位置的所述超导磁体在其轴线方向上的位置。

59、本技术实施例所提供的超导磁体装置通过在多个拉杆组件上连接有调节组件，并利用调节组件来调节超导磁体零磁面的水平度，无需将已经装配于单晶炉上的超导磁体装置进行拆卸返修，大大提高了超导磁体的调整效率同时也降低了超导磁体的调整成本。

60、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。