专利名称：一种用于区熔炉的单晶夹持装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及单晶硅加工设备，特别涉及一种用于区熔炉的单晶夹持装置。
背景技术：
区熔法生长硅单晶是通过在氩气气氛或真空中用高频加热线圈对多晶硅料进行加热，使其熔融后与下方的籽晶接触，按籽晶晶向结构生长成高纯度硅单晶的方法。悬浮区熔时，熔区呈悬浮状态，不与任何物质相接触，因而不会被污染。此外，由于硅中杂质的分凝效果和蒸发效果，因此所获得的单晶硅纯度非常高。但也正是由于区熔法生长硅单晶时熔区呈悬浮状态，多晶硅料或单晶硅的任何微小振动都有可能打破熔区的平衡状态，从而导致单晶生长的失败。因此单晶硅和多晶硅料的稳定夹持显的尤为重要。 区熔炉生长硅单晶的过程一般为引晶——生长细径——放肩——等径——拉断。在单晶生长的前三个阶段，晶体直径随生长过程的进行逐步增大，形成一个锥形体结构。待到晶体直径生长到某一特定值时，晶体生长进入等径阶段，即晶体直径保持定值生长。随着晶体的不断生长，晶体的重量也不断增加，因此光靠籽晶来支撑整个生长成的单晶是不现实的。且随着单晶生长大直径的趋势越来却明显，传统的只具有一次夹持的单晶夹持机构已经不能很好的符合稳定夹持单晶的要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种用于区熔炉的单晶夹持装置，具有两道夹持机构，能在晶体生长的不同阶段对晶体起到稳定夹持的作用，克服了现有单晶夹持机构不适用于稳定夹持大直径单晶硅的缺陷。为达到上述目的，本实用新型的技术方案为提供一种用于区熔炉的单晶夹持装置，包括至少3套一次夹持器，所述一次夹持器包括一次夹持挡片、一次夹持支撑件和一次夹持器支架；所述夹持器还包括至少3套二次夹持器，所述二次夹持器包括二次夹持部件和二次夹持器支架；所述二次夹持部件的夹持部位高于一次夹持挡片的夹持部位。作为一种改进，所述二次夹持部件是凸台形结构的夹持支爪，其较宽的前端固定有两个顶针，顶针的顶端为锥形；其较窄的后端通过螺栓安装于二次夹持器支架顶端，并能绕螺栓旋转。作为一种改进，在所述夹持支爪安装螺栓下方，还安装有另一螺栓，用于限制夹持支爪的旋转角度。作为一种改进，所述一次夹持支撑件和二次夹持部件的末端安装有一枚螺钉，所述螺钉头部连接有一条长钢丝绳，所述钢丝绳末端悬有重锤。作为一种改进，还包括夹持器本体和夹持器底盘；圆筒状夹持器本体安装于圆盘状夹持器底盘的中心，所述一次夹持器支架和二次夹持器支架均固定于夹持器本体外侧的夹持器底盘表面。作为一种改进，所述一次夹持器支架和二次夹持器支架各有3套，并且相互间隔均勻布置于夹持器底盘上。作为一种改进，所述一次夹持支撑件为一前端设凹陷部位的长方体，所述一次夹持支撑件通过螺栓安装于该凹陷部位内并能绕螺栓旋转。作为一种改进，所述一次夹持挡片、一次夹持支撑件和二次夹持部件是以钥或钛材料切割而得。作为一种改进，所述一次夹持挡片是一个圆片，其前端沿弧线切割并呈现两个锐角状的夹持部位；所述一次夹持挡片的中心通过螺钉与一圆柱形导向杆连接，导向杆另一端连接至一次夹持支撑件。作为一种改进，还包括夹持器本体，其圆周上设导向孔；导向杆活动安装于导向孔·中；所述导向孔与垂直线之间夹角为15° 30°。与现有技术相比，本实用新型优点如下本实用新型采用双套夹持机构，分为一次夹持和二次夹持，能够根据需要在晶体生长的不同阶段释放，从而稳定地夹持晶体。一次夹持挡片由圆片改为圆片除去一个圆角，使原来的三点夹持变为六点夹持，使夹持更稳定。一次夹持挡片、一次夹持支撑件和夹持支爪材料采用熔点很高的钥或者钛，可避免对晶体杂质的引入。通过调整钢丝绳末端重锤的高度，能方便的改变一次夹持和二次夹持的释放时间，使夹持更灵活。
图I为单晶双套夹持器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。本实用新型实施例的一种用于区熔炉的单晶双套夹持器，所述夹持器有两道夹持机构，分为一次夹持器和二次夹持器。一次夹持器包括一次夹持挡片I、一次夹持支撑件2和一次夹持器支架3。二次夹持器包括夹持支爪4和二次夹持器支架5组成。夹持器除以上部分外还包括夹持器本体6、夹持器底盘7和六根长钢丝绳，钢丝绳末端悬有重锤。一次夹持器和二次夹持器均隔120°均布。一次夹持挡片I为T形伞状结构的圆片，其前端沿弧线切割并呈现两个锐角状的夹持部位；圆柱形导向杆插入夹持器本体6圆周上的导向孔。导向孔与垂直线之间夹角为15° 30°，以与所生长单晶锥面角度相近为佳。一次夹持支撑件2用螺栓安装于一次夹持器支架3，可绕螺栓旋转。一次夹持支撑件2末端安装有一枚螺钉，螺钉头部连接一条钢丝绳，钢丝绳末端悬有重锤。重锤拉直钢丝绳使一次夹持支撑件2头部向上翘起，顶住接于一次夹持挡片I的导向杆。夹持支爪4为凸台形钥(钛)块，其前端固定两个顶针，顶针顶端加工成锥形。夹持支爪4通过螺栓安装于二次夹持器支架5，可绕螺栓旋转。夹持支爪4安装螺栓下方还安装有另一螺栓，用于限制夹持支爪4的旋转角度。夹持支爪4末端安装有一枚螺钉，螺钉头部连接一条钢丝绳，钢丝绳末端悬有重锤。重锤拉直钢丝绳使夹持支爪4以设定的角度张开。一次夹持挡片I、一次夹持支撑件2和夹持支爪4的材料选用耐高温的钥或者钛。单晶双套夹持器的晶体夹持过程具体描述如下单晶双套夹持器通过夹持器底盘7固定于区熔炉下轴外轴顶端，籽晶通过籽晶夹持器固定于区熔炉下轴内轴顶端并穿过单晶双套夹持器夹持器本体6中心上升到拉晶起始高度。拉晶开始后，区熔炉下轴内轴和外轴同步旋转，内轴随晶体的生长缓慢下降，外轴高度保持不变。拉晶开始阶段由籽晶支撑生长出的晶体。当晶体直径生长到某一特定值时，下轴外轴和内轴开始同步下降，一次夹持支撑件2末端钢丝绳松弛，一次夹持支撑件2不再对一次夹持挡片I起支撑作用，一次夹持挡片I沿夹持器本体6上的导向孔滑下，与晶体接 触，开始对晶体起支撑作用。随着晶体的生长，晶体直径继续增大，下轴内轴和外轴继续同步下降。当下轴下降到一定高度时，夹持支爪4钢丝绳末端重锤接触下部底板，钢丝绳松弛，夹持支爪4张角变小并与晶体接触，也开始对晶体起支撑作用。
权利要求1.一种用于区熔炉的单晶夹持装置，包括至少3套一次夹持器，所述一次夹持器包括一次夹持挡片、一次夹持支撑件和一次夹持器支架；其特征在于，所述夹持器还包括至少3套二次夹持器，所述二次夹持器包括二次夹持部件和二次夹持器支架；所述二次夹持部件的夹持部位高于一次夹持挡片的夹持部位。
2.根据权利要求I所述的夹持装置，其特征在于，所述二次夹持部件是凸台形结构的夹持支爪，其较宽的前端固定有两个顶针，顶针的顶端为锥形；其较窄的后端通过螺栓安装于二次夹持器支架顶端，并能绕螺栓旋转。
3.根据权利要求2所述的夹持装置，其特征在于，在所述夹持支爪安装螺栓下方，还安装有另一螺栓，用于限制夹持支爪的旋转角度。
4.根据权利要求I至3任意一项中所述的夹持装置，其特征在于，所述一次夹持支撑件和二次夹持部件的末端安装有一枚螺钉，所述螺钉头部连接有一条长钢丝绳，所述钢丝绳末端悬有重锤。
5.根据权利要求I至3任意一项中所述的夹持装置，其特征在于，还包括夹持器本体和夹持器底盘；圆筒状夹持器本体安装于圆盘状夹持器底盘的中心，所述一次夹持器支架和二次夹持器支架均固定于夹持器本体外侧的夹持器底盘表面。
6.根据权利要求I至3任意一项中所述的夹持装置，其特征在于，所述一次夹持器支架和二次夹持器支架各有3套，并且相互间隔均匀布置于夹持器底盘上。
7.根据权利要求I至3任意一项中所述的夹持装置，其特征在于，所述一次夹持支撑件为一前端设凹陷部位的长方体，所述一次夹持支撑件通过螺栓安装于该凹陷部位内并能绕螺栓旋转。
8.根据权利要求I至3任意一项中所述的夹持装置，其特征在于，所述一次夹持挡片、一次夹持支撑件和二次夹持部件是以钥或钛材料切割而得。
9.根据权利要求I至3任意一项中所述的夹持装置，其特征在于，所述一次夹持挡片是一个圆片，其前端沿弧线切割并呈现两个锐角状的夹持部位；所述一次夹持挡片的中心通过螺钉与一圆柱形导向杆连接，导向杆另一端连接至一次夹持支撑件。
10.根据权利要求9所述的夹持装置，其特征在于，还包括夹持器本体，其圆周上设导向孔；导向杆活动安装于导向孔中；所述导向孔与垂直线之间夹角为15° 30°。
专利摘要本实用新型涉及非金属晶体的制造设备，旨在提供一种用于区熔炉的单晶夹持装置。包括至少3套一次夹持器，所述一次夹持器包括一次夹持挡片、一次夹持支撑件和一次夹持器支架；所述夹持器还包括至少3套二次夹持器，所述二次夹持器包括二次夹持部件和二次夹持器支架；所述二次夹持部件的夹持部位高于一次夹持挡片的夹持部位。本实用新型能够根据需要在晶体生长的不同阶段释放，从而稳定地夹持晶体。使原来的三点夹持变为六点夹持，使夹持更稳定。采用熔点很高的钼或者钛，可避免对晶体杂质的引入。通过调整钢丝绳末端重锤的高度，能方便的改变一次夹持和二次夹持的释放时间，使夹持更灵活。
文档编号C30B13/00GK202492611SQ20122004056
公开日2012年10月17日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者傅林坚, 曹建伟, 欧阳鹏根, 王丹涛, 石刚, 蒋庆良, 邱敏秀, 陈明杰 申请人:浙江晶盛机电股份有限公司