本发明属于区熔炉拉晶领域,具体的说是一种区熔炉连续拉晶装置。
背景技术:
1、区熔炉拉晶技术是一种用于生产高纯度单晶材料,特别是半导体行业的硅、锗等材料的成熟技术,利用区熔炉进行连续拉晶工作时,基于区域熔化和再结晶的过程,在区熔炉内部通入氩气,通过移动加热器沿多晶材料长度方向移动,使材料依次经过熔化和结晶,配合其下方的籽晶,从而生长出单晶。
2、公开号为cn212771039u的一项专利文件公开了一种用于半导体晶棒拉晶的区熔炉,包括固定组件,用于将密封有半导体晶棒的石英管竖直悬空固定;环形的加热组件,其设置有一让所述石英管穿过的通孔,所述加热组件(14)沿垂直方向的加热厚度为,传动组件,用于在所述加热组件工作时带动所述加热组件从所述石英管的底部匀速上升到顶部。
3、上述技术方案中,通过加热器在多晶材料外侧不同位置进行加热,来致使多晶材料熔化,通过下方设置的籽晶进行旋转拉制,在熔区下方制备出高纯度的单晶材料,上述技术方案中在进行实施的时候,加热器产生的高温会聚集在区熔炉的顶部,不便于通过这部分高温来进一步加强加热器的加热作用,来提升区熔炉的连续拉晶工作效率。
4、为此,本发明提供一种区熔炉连续拉晶装置。
技术实现思路
1、为了弥补现有技术的不足,解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明所述的一种区熔炉连续拉晶装置,包括升降式加热器,升降式加热器内部活动设置有多晶材料,所述多晶材料的下端设置有籽晶,所述籽晶安装在底座上端,所述多晶材料、升降式加热器、籽晶以及底座均安装在区熔炉炉体内部,所述区熔炉炉体的最上端活动安装有炉顶,所述区熔炉炉体的内部安装有两个辅助拉晶装置,所述区熔炉炉体的内部开设有工作腔;
3、所述辅助拉晶装置包括固定安装在区熔炉炉体外侧的固定电机以及固定安装在工作腔内部的集成板,所述集成板与工作腔的间距空间为内辅助腔,所述内辅助腔与工作腔相连通,所述内辅助腔内部升降安装有升降组件,所述集成板的内部贯穿开设有多个透气孔。
4、优选的,所述固定电机的下端固定安装有螺丝杆,所述螺丝杆位置处于内辅助腔内部,且螺丝杆与升降组件螺纹连接,所述螺丝杆一端与工作腔内底部活动连接。
5、优选的,所述集成板包括与工作腔内壁固定连接的两个第一弧形板,两个所述的第一弧形板之间固定连接有两个第二弧形板,所述第二弧形板内部贯穿开设有多个透气孔。
6、优选的,多个所述的透气孔呈排列式均匀分布在第二弧形板上,所述第二弧形板的高度低于第一弧形板的高度。
7、优选的,所述内辅助腔的内顶部开设有倾斜槽,所述倾斜槽与工作腔相连通。
8、优选的,所述升降组件的顶部伸缩安装有活动式挤压环,所述升降组件内部贯穿开设有多个l型槽,所述活动式挤压环位置处于倾斜槽内部。
9、优选的,所述升降组件的内部贯穿开设有螺旋槽,所述升降组件的上侧面固定安装有顶弧块。
10、优选的,所述活动式挤压环朝向顶弧块的一侧安装有多个弹簧导柱,所述活动式挤压环的内部贯穿开设有贯穿槽,所述贯穿槽与螺旋槽处于同一竖直线上,所述活动式挤压环朝向升降组件的外侧固定安装有圆头弧块。
11、优选的,所述l型槽的内部固定安装有多个阻风构件,所述l型槽用于连通工作腔和内辅助腔。
12、优选的,所述阻风构件包括固定安装在l型槽两侧内壁的多个第一斜板和多个第二斜板,多个所述的第一斜板和第二斜板依次分布在阻风构件内部,所述第二斜板的长度小与第一斜板的长度。
13、本发明的有益效果如下:
14、1.本发明所述的一种区熔炉连续拉晶装置,通过升降的结构让升降式加热器由多晶材料的下端缓慢移动至多晶材料的上端,在升降式加热器处于多晶材料外侧时,升降式加热器会对其内部的多晶材料部分进行熔化工作,此时籽晶来接触多晶材料的熔融区域并熔化,通过上升升降式加热器来的加热位置,让多晶材料的熔融区不断上移,同时在底座的配合下,籽晶缓慢旋转并向下拉伸,逐渐形成单晶材料,通过让升降式加热器沿材料长度方向移动,使材料依次经过熔化和结晶,从而生长出单晶,这种方法制造出来的晶体较为纯净,且制造出来的晶体直径较小,来满足对于不同直径晶体的要求。
15、2.本发明所述的一种区熔炉连续拉晶装置,通过工作腔顶部的高温气体会沿着内辅助腔与工作腔的间隙出进入到内辅助腔内部,这时高温气体处于内辅助腔的内顶部,通过固定电机的驱动,在驱动源的配合下,处于内辅助腔内顶部的升降组件配合升降的结构进行下降,将内辅助腔内顶部的高温气体下压至与升降式加热器差不多的水平高度位置,此时这些高温气体通过集成板内部开设的透气孔进入到工作腔内部,且高温气体经过了升降式加热器,有高温气体的辅助下,可以让升降式加热器更快的熔融多晶材料。
16、3.本发明所述的一种区熔炉连续拉晶装置,通过集成板通过固定安装的方式设置在工作腔的内部,因为第二弧形板的水平高度低于第一弧形板的水平高度,所以工作腔内部气体就是通过第二弧形板的顶端进入到内辅助腔内部的,透气孔是一列一列设置在第二弧形板内部的,可以保证高温气体从一列的透气孔内部出去时,可以较为均匀的对升降式加热器起到作用。
1.一种区熔炉连续拉晶装置,包括升降式加热器(7),所述升降式加热器(7)内部活动设置有多晶材料(4),所述多晶材料(4)的下端设置有籽晶(5),所述籽晶(5)安装在底座(6)上端,其特征在于:所述多晶材料(4)、升降式加热器(7)、籽晶(5)以及底座(6)均安装在区熔炉炉体(1)内部,所述区熔炉炉体(1)的最上端活动安装有炉顶(3),所述区熔炉炉体(1)的内部安装有两个辅助拉晶装置(2),所述区熔炉炉体(1)的内部开设有工作腔(11);
2.根据权利要求1所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述固定电机(21)的下端固定安装有螺丝杆(211),所述螺丝杆(211)位置处于内辅助腔(22)内部,且螺丝杆(211)与升降组件(8)螺纹连接,所述螺丝杆(211)一端与工作腔(11)内底部活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述集成板(23)包括与工作腔(11)内壁固定连接的两个第一弧形板(231),两个所述的第一弧形板(231)之间固定连接有两个第二弧形板(232),所述第二弧形板(232)内部贯穿开设有多个透气孔(24)。
4.根据权利要求3所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:多个所述的透气孔(24)呈排列式均匀分布在第二弧形板(232)上,所述第二弧形板(232)的高度低于第一弧形板(231)的高度。
5.根据权利要求1所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述内辅助腔(22)的内顶部开设有倾斜槽(221),所述倾斜槽(221)与工作腔(11)相连通。
6.根据权利要求5所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述升降组件(8)的顶部伸缩安装有活动式挤压环(82),所述升降组件(8)内部贯穿开设有多个l型槽(81),所述活动式挤压环(82)位置处于倾斜槽(221)内部。
7.根据权利要求6所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述升降组件(8)的内部贯穿开设有螺旋槽(84),所述升降组件(8)的上侧面固定安装有顶弧块(85)。
8.根据权利要求7所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述活动式挤压环(82)朝向顶弧块(85)的一侧安装有多个弹簧导柱(821),所述活动式挤压环(82)的内部贯穿开设有贯穿槽(822),所述贯穿槽(822)与螺旋槽(84)处于同一竖直线上,所述活动式挤压环(82)朝向升降组件(8)的外侧固定安装有圆头弧块(823)。
9.根据权利要求6所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述l型槽(81)的内部固定安装有多个阻风构件(83),所述l型槽(81)用于连通工作腔(11)和内辅助腔(22)。
10.根据权利要求9所述的一种区熔炉连续拉晶装置,其特征在于:所述阻风构件(83)包括固定安装在l型槽(81)两侧内壁的多个第一斜板(831)和多个第二斜板(832),多个所述的第一斜板(831)和第二斜板(832)依次分布在阻风构件(83)内部,所述第二斜板(832)的长度小与第一斜板(831)的长度。