單晶爐及其副室的制作方法

本發明涉及單晶生長技術領域，特別涉及一種單晶爐的副室，還涉及一種應用該副室的單晶爐。

背景技術：

單晶爐是一種在惰性氣體環境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。

現有的單晶爐主要包括機架、主爐室、副室、副室提升機構、閥體、爐蓋和晶體提拉機構。副室為圓筒狀結構，副室連接于主爐室的爐蓋上，閥體設置于副室和爐蓋之間；晶體提拉機構穿過副室進入主爐室中，對仔晶進行提拉生成晶棒，晶棒完成后，提拉至副室中；副室提升機構能夠將副室提升，使副室抬高離開主爐室，此時晶棒下端露出副室底部，通過夾持機構夾持晶棒下端，取出晶體。

單晶爐在進行晶體生產時，晶棒長度越長生產效率越高，而單晶爐的高度越高，晶棒的生長長度越長，但是，因工廠高度受到限制，導致副室不能提升至要求高度，副室底部離主爐室的高度過低，使長晶棒無法從副室中取出，從而限制了晶棒的生產長度。

綜上所述，如何解決因場地高度限制導致長晶棒無法從副室中取出的問題，成為了本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種單晶爐的副室，在場地高度一定的情況下，以使長晶棒能夠從副室中取出，增加長晶棒的生產長度，提高晶棒生產效率。

本發明的另一個目的在于提供一種應用該副室的單晶爐，以在相同場地高度的情況下，增加晶棒的生產長度，提高晶棒的生產效率。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

一種單晶爐的副室，所述副室為伸縮式結構。

優選地，在上述的副室中，所述副室包括：

剛性副室；

可軸向變形抗壓副室，與所述剛性副室連接，用于軸向變形伸縮；

第一副室伸縮機構，所述第一副室伸縮機構的升降兩端分別連接在所述可軸向變形抗壓副室的兩端。

優選地，在上述的副室中，所述可軸向變形抗壓副室為伸縮波紋管。

優選地，在上述的副室中，所述可軸向變形抗壓副室設置于所述剛性副室的一端或兩端或中間位置。

優選地，在上述的副室中，所述第一副室伸縮機構包括：

電機，設置于所述可軸向變形抗壓副室的一端；

絲桿，與所述電機的輸出端傳動連接；

螺紋套，設置于所述可軸向變形抗壓副室的另一端，且與所述絲桿螺紋配合連接。

優選地，在上述的副室中，所述第一副室伸縮機構還包括減速機，所述絲杠通過所述減速機與所述電機的輸出端傳動連接。

優選地，在上述的副室中，所述副室包括：

至少兩個可相對軸向移動套接的剛性副室；

第二副室伸縮機構，所述第二副室伸縮機構的升降兩端分別連接所述副室的兩端。

本發明還提供了一種單晶爐，包括副室、主爐室、提拉頭和豎直機架，其特征在于，所述副室為以上任一項所述的副室，所述副室的底端連接于所述主爐室的爐蓋上，所述副室的頂端與所述提拉頭連接。

優選地，在上述的單晶爐中，所述副室的可軸向變形抗壓副室的兩端分別與所述剛性副室和所述提拉頭連接，所述副室的第一副室伸縮機構的升降兩端分別連接于所述提拉頭和所述剛性副室上。

優選地，在上述的單晶爐中，所述提拉頭通過轉動支架水平轉動連接于豎直機架上。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明提供的單晶爐的副室中，副室為伸縮式結構，因此，在工廠廠房高度和單晶爐整體高度一定的情況下，副室可以通過由下向上收縮，使副室遠離主爐室，副室與主爐室之間的距離可以滿足使用要求，將長晶棒的下端露出副室的底端，從而將長晶棒從副室中取出。可見該副室能夠在廠房高度一定的情況下，增加晶棒的生產長度，提高了晶棒的生產效率。

本發明提供的單晶爐應用了本申請中的副室，因此，在相同場地高度的情況下，增加了晶棒的生產長度，提高晶棒的生產效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種單晶爐的副室的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種單晶爐的結構示意圖。

其中，1為副室、11為剛性副室、12為可軸向變形抗壓副室、13為第一副室提升機構、131為電機、132為減速機、133為絲桿、134為螺紋套、2為主爐室、3為機架、4為提拉頭、5為轉動支架、6為轉軸、7為豎直機架。

具體實施方式

本發明的核心是提供了一種單晶爐的副室，在場地高度一定的情況下，能夠使長晶棒從副室中取出，增加了晶棒的生產長度，提高了晶棒生產效率。

本發明還提供一種應用該副室的單晶爐，在相同場地高度的情況下，增加了晶棒的生產長度，提高了晶棒的生產效率。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參考圖1和圖2，本發明實施例提供了一種單晶爐的副室，副室1為伸縮式結構，副室1整體為圓筒結構，能夠沿副室1的軸向伸縮。工作時，副室1的上端高度位置一定，通過副室1的底端由下至上的收縮，使副室1的底端從主爐室2的頂部離開，副室1的底端與主爐室2的頂部之間的距離達到要求，生長完成的長晶棒的下端露出副室1的底端，通過夾持機構夾持晶棒下端，能夠從副室1中取出晶棒。

可見，在工廠廠房高度一定的情況下，將副室1的上端靠近廠房頂部，提高了單晶爐的整體高度，則晶棒可以在提拉的過程中生長較長的長度，晶棒完成后，不需要將副室1的頂端提升，只需要將副室1的底端由下至上提升即可完成晶棒的取出操作。增加了晶棒的生產長度，提高了晶棒的生產效率。

如圖1所示，本實施例提供了一種具體的伸縮式結構的副室1，該副室1包括剛性副室11、可軸向變形抗壓副室12和第一副室伸縮機構13。其中，剛性副室11為剛性結構，不發生變形。可軸向變形抗壓副室12為柔性結構，能夠進行軸向的變形伸縮，且能夠抵抗徑向壓力，不會發生徑向變形，可軸向變形抗壓副室12與剛性副室11連接，組成副室主體結構。第一副室伸縮機構13的伸縮兩端分別連接在可軸向變形抗壓副室12的兩端，用于驅動可軸向變形抗壓副室12伸縮。

該副室1在工作時，當取晶棒時，通過第一副室伸縮機構13驅動可軸向變形抗壓副室12軸向右下向上收縮，從而使整個副室1相對主爐室2升起，副室1的底端離開主爐室2一段距離，方便夾持機構夾持露出的晶棒下端。

作為優化，在本實施例中，可軸向變形抗壓副室12為伸縮波紋管。伸縮波紋管能夠進行軸向的伸縮，但是具有徑向的抗壓能力，能夠防止伸縮波紋管因內部負壓而產生徑向變形。伸縮波紋管優選為不銹鋼材質，耐腐蝕。當然，可軸向變形抗壓副室12還可以為其它結構，如具有徑向支撐的軟金屬管，只要能夠軸向伸縮變性即可，并不局限于本實施例所列舉的結構形式。

如圖1所示，在本實施例中，可軸向變形抗壓副室12優選地設置在剛性副室11的上端，剛性副室11的下端用于與主爐室2連接。相應地，第一副室伸縮機構13的兩端分別連接在剛性副室11和可軸向變形抗壓副室12的遠離剛性副室11的一端上。從而驅動可軸向變形抗壓副室12進行軸向伸縮。當然，可軸向變形抗壓副室12還可以設置于剛性副室11的下端，則可軸向變形抗壓副室12的下端用于與主爐室2連接，第一副室伸縮機構13的下端與可軸向變形抗壓副室12的下端連接，第一副室伸縮機構13的上端與剛性副室11連接。或者，剛性副室11的兩端均連接一個可軸向變形抗壓副室12，每個可軸向變形抗壓副室12對應安裝一個第一副室伸縮機構13。或者，在剛性副室11的中間任意位置設置一個可軸向變形抗壓副室12，則第一副室伸縮機構13的上下兩端分別連接于位于可軸向變形抗壓副室12兩端的剛性副室11上。只要能夠實現副室1的伸縮即可。并不局限于本實施例所列舉的安裝位置。

本實施例提供了一種具體的第一副室伸縮機構13，其包括電機131、絲桿133和螺紋套134。其中，電機131、絲桿133和螺紋套134至少為兩組，沿圓周方向設置于副室1的外周。電機131設置可軸向變形抗壓副室12的一端，具體根據可軸向變形抗壓副室12的設置位置而定。絲桿133與電機131的輸出端傳動連接，電機131驅動絲桿133轉動。螺紋套134設置于可軸向變形抗壓副室12的另一端，具體根據可軸向變形抗壓副室12的設置位置而定，且螺紋套134與絲桿133螺紋配合連接，螺紋套134固定不動，隨著絲桿133的轉動，螺紋套134在絲桿133上軸向移動，螺紋套134還可以為螺母等。

進一步地，在本實施例中，第一副室伸縮機構13還包括減速機132，絲杠133通過減速機132與電機131的輸出端傳動連接。以控制絲桿133的轉速。

其中，電機131可采用普通電機或步進電機。

當然，第一副室伸縮機構13還可以為其他機構，如通過伸縮缸進行驅動等，只要能夠實現可軸向變形抗壓副室12的伸縮即可，并不局限于本實施例所列舉的結構形式。

本發明實施例還提供了另一種伸縮式結構的副室1，該副室1包括第二副室伸縮機構和至少兩個可相對軸向移動套接的剛性副室11，多個剛性副室11之間通過軸向移動實現伸縮；第二副室伸縮機構的升降兩端分別連接副室1的兩端，通過第二副室伸縮機構驅動多個剛性副室11相對軸向移動。優選地，第二副室伸縮機構可以采用與第一副室伸縮機構13相同的結構。

如圖2所示，基于以上實施例所描述的副室1，本發明實施例還提供了一種單晶爐，包括副室1、主爐室2、提拉頭4、機架36和豎直機架。其中，副室1為以上任一實施例所描述的副室1，副室1的底端連接于主爐室2的爐蓋上，副室1的頂端與提拉頭4連接。豎直機架7固定在機架3上，豎直機架7的高度根據工廠廠房的高度而定，或者根據需要生產的晶棒的長度設定。提拉頭4用于在副室1和主爐室2中提拉仔晶和晶棒。提拉頭4通過轉動支架5水平轉動連接于豎直機架7上，轉動支架5通過轉軸6轉動連接于豎直機架7上。提拉頭4、轉動支架5只能在水平面內轉動，不能在豎直方向上移動，因此，提拉頭4穩定性增加，提高了晶棒生長成功率。

工作時，在長晶時，副室1的下端與主爐室2連接，提拉頭4不斷地提升晶棒，當完成長晶時，提拉頭4將晶棒提升至副室1中，之后，使副室1的下端由下至上收縮，副室1的下端離開主爐室，晶棒的下端露出副室1的底端，通過夾持機構夾持晶棒，水平轉動轉動支架5，將提拉頭4、副室1和晶棒從主爐室2的正上方轉動到主爐室2外側，通過夾持機構將晶棒從副室1中取出。由于單晶爐采用本申請中的副室1，因此，在相同廠房高度和單晶爐高度的情況下，能夠通過副室1的收縮增加晶棒的長度，提高單晶爐的晶棒生產效率。

進一步地，在本實施例中，副室1的可軸向變形抗壓副室12的兩端分別與剛性副室11和提拉頭4連接，第一副室伸縮機構13的升降兩端分別連接于提拉頭4和剛性副室11上。此種安裝結構適應于可軸向變形抗壓副室12設置在剛性副室11的上端的情況，當然，對于其他布置結構，提拉頭4相應地與剛性副室11連接。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。