本申请涉及半导体生长领域，尤其是涉及一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，包括：硬轴，所述硬轴呈长直状态且为竖直布置；软轴，所述软轴的第一端连接于所述硬轴的底部，所述软轴与所述硬轴共轴设置；夹具组件，所述夹具组件连接于所述软轴的第二端上，所述夹具组件用于夹持籽晶。解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。达到提高晶体质量的技术效果。达到提高晶体质量的技术效果。
【技术实现步骤摘要】
一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法
[0001]本申请涉及半导体生长领域，尤其是涉及一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法。
技术介绍
[0002]直拉式单晶硅生长炉是制备单晶硅材料的主要设备,又称单晶硅生长炉，或者单晶炉。设备通过石墨加热方式将盛在石英坩埚中的高纯多晶硅原料熔化,在持续的低压氩气保护下，硅晶体在合适的温度与生长速度下，在一根细小的籽晶上逐淅结晶成一根单晶体。随着市场发展的需求，硅单晶尺寸正在朝着大尺寸、大重量的趋势发展。
[0003]现有技术中，一般通过软轴连接籽晶，籽晶与硅液面解除后逐渐向上提拉并长晶，由此的到晶棒，而由于软轴质地具有一定的柔韧性，因此在拉晶过程中由于震动或机械误差均会导致不同程度的晶晃，晶晃是指晶体在拉制过程中具有单摆或圆锥摆的运动状态，如此拉制得到的晶体质量不高。
[0004]因此，现有技术的技术问题在于：拉晶质量不高。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。
[0006]第一方面，本申请提供的一种单晶炉的提拉轴，采用如下的技术方案：
[0007]一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，包括：硬轴，所述硬轴呈长直状态且为竖直布置；软轴，所述软轴的第一端连接于所述硬轴的底部，所述软轴与所述硬轴共轴设置；夹具组件，所述夹具组件连接于所述软轴的第二端上，所述夹具组件用于夹持籽晶。
[0008]作为优选，所述硬轴包括：外轴，所述外轴的内部具有上下贯穿的内腔；内轴，所述内轴位于所述外轴的内腔，且所述内轴与所述外轴共轴设置，所述内轴与所述外轴具有相互独立的竖直方向的移动自由度，且所述内轴与所述外轴具有同步绕轴旋转的转动自由度；其中，所述软轴的第一端连接于所述内轴的底部。
[0009]作为优选，所述外轴的内腔底部具有隔板，所述隔板固定连接于所述外轴的底部，或与所述外轴一体形成；其中，所述软轴的第一端从下向上贯穿所述隔板，且所述软轴的第一端固定在外轴的内腔中。
[0010]作为优选，所述软轴的两端具有第一限位部；所述软轴的两端上分别设置有连接组件，所述软轴通过两组所述连接组件分别与所述硬轴和所述夹具组件连接，每组所述连接组件包括：套管，所述套管用于与所述内轴或夹具组件连接，所述套管的侧壁上开设有沿第一方向布置并贯穿于所述套管的通道，所述通道可容置所述软轴进入所述套管内，软轴的第一限位部与套管的端部相抵触而限位。作为优选，所述隔板上具有向所述外轴的内腔凹陷的凹陷部；所述夹具组件的顶部具有与所述凹陷部相符的凸起部，所述凸起部随内轴升降与凹陷部形成有第一工位和第二工位：所述凸起在第一工位时，所述软轴伸出外轴的
外部，所述凸起部与凹陷部相互脱离；所述凸起在第二工位时，所述软轴回缩进入外轴的内部，所述凸起部与所述凹陷部相互抵触配合。
[0011]作为优选，所述夹具组件包括：配重块，所述配重块连接所述软轴；夹具，所述夹具连接于所述配重块的底部，所述夹具用于连接籽晶。
[0012]第二方面，本申请提供的一种单晶炉的提拉装置，采用如下的技术方案：
[0013]一种单晶炉的提拉装置，应用于单晶炉中，包括：提拉轴，所述提拉轴为上述的提拉轴；驱动机构，所述驱动机构连接并作用于所述提拉轴，用于驱动所述提拉轴旋转和升降。
[0014]作为优选，所述驱动机构包括；座体，所述座体包括：第一座，所述第一座固定；第二座；所述第二座活动连接于所述第二座上，所述第二座具有竖直移动的移动自由度；第一驱动组件，所述第一驱动组件连接于所述第二座上，并作用于所述外轴上，用于驱动所述外轴旋转，从而带动所述内轴与所述外轴同步旋转；以及第二驱动组件，所述第二驱动组件包括：第一驱动件，所述第一驱动件连接于所述第一座上，并作用于所述外轴上，用于驱动所述提拉轴升降；第二驱动件，所述第二驱动件连接于所述第二座上，并作用于所述内轴上，用于驱动所述内轴独立升降。
[0015]第三方面，本申请提供的一种单晶炉，采用如下的技术方案：
[0016]一种单晶炉，包括：单晶炉本体；提拉装置，所述提拉装置为上述的提拉装置，所述提拉装置位于所述单晶炉本体的顶部，用于竖直向下进入所述单晶炉本体内进行拉晶。
[0017]第四方面，本申请提供的一种单晶炉的拉晶方法，采用如下的技术方案：
[0018]一种应用上述提拉装置的拉晶方法，包括：夹具上的籽晶与硅液面接触；提拉轴受驱动机构驱动旋转并向上提拉得到晶棒。
[0019]作为优选，驱动提拉轴整体下降进入单晶炉本体内，籽晶与硅液面接触；驱动提拉轴旋转并提拉，在籽晶上形成细晶；驱动内轴相对于外轴上升，带动软轴回缩进入外轴的内腔以减小软轴伸出长度；完成晶棒提拉生长。
[0020]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0021]1、本申请中的单晶炉提供一种新型提拉轴，通过在硬轴的底端上连接一软轴，硬轴具有刚性，且软轴的长度相对于传统长尺寸软轴提拉的方案减小了软轴的工作长度，因软轴而成的晶晃幅度可以被有效的控制；因此，本申请减少晶晃的幅度，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。
[0022]2、由于软轴具有柔韧性，在晶棒作用下保持竖直状态，减小硬轴的偏心误差，提高提拉轴整体的同心度，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。
[0023]3、硬轴分为外轴与内轴分别提升，通过调节软轴的伸出长度，减缓软轴单摆效应产生的晶棒晃动，进一步提升晶棒品质。
附图说明
[0024]图1是本申请所述提拉轴示意图；
[0025]图2是本申请所述提拉轴的正向剖视图；
[0026]图3是本申请所述提拉轴的连接组件示意图；
[0027]图4是本申请所述拉晶方法的流程示意图；
[0028]图5是本申请所述拉晶方法的提拉过程流程示意图。
[0029]附图标记说明：100、硬轴；110、内轴；120、外轴；121、隔板；122、凹陷部；200、软轴；210、第一限位部；220、连接组件；221、套管；222、通道；223、第二限位部；300、夹具组件；310、配重块；311、凸起部；320、夹具。
具体实施方式
[0030]本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0031]在本申请中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，其特征在于，包括：硬轴(100)，所述硬轴(100)呈长直状态且为竖直布置；软轴(200)，所述软轴(200)的第一端连接于所述硬轴(100)的底部，所述软轴(200)与所述硬轴(100)共轴设置；以及夹具组件(300)，所述夹具组件(300)连接于所述软轴(200)的第二端上，所述夹具组件(300)用于夹持籽晶。2.根据权利要求1所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述硬轴(100)包括：外轴(120)，所述外轴(120)的内部具有上下贯穿的内腔；内轴(110)，所述内轴(110)位于所述外轴(120)的内腔，且所述内轴(110)与所述外轴(120)共轴设置，所述内轴(110)与所述外轴(120)具有相互独立的竖直方向的移动自由度，且所述内轴(110)与所述外轴(120)具有同步绕轴旋转的转动自由度；其中，所述软轴(200)的第一端连接于所述内轴(110)的底部。3.根据权利要求2所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述外轴(120)的内腔底部具有隔板(121)，所述隔板(121)固定连接于所述外轴(120)的底部，或与所述外轴(120)一体形成；其中，所述软轴(200)的第一端从下向上贯穿所述隔板(121)，且所述软轴(200)的第一端固定在外轴(120)的内腔中。4.根据权利要求3所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述软轴(200)的两端具有第一限位部(210)；所述软轴(200)的两端上分别设置有连接组件(220)，所述软轴(200)通过两组所述连接组件(220)分别与所述硬轴(100)和所述夹具组件(300)连接，每组所述连接组件(220)包括：套管(221)，所述套管(221)用于与所述内轴(110)或夹具组件(300)连接，所述套管(221)的侧壁上开设有沿第一方向布置并贯穿于所述套管(221)的通道(222)，所述通道(222)可容置所述软轴(200)进入所述套管(221)内，软轴(200)的第一限位部(210)与套管(221)的端部相抵触而限位。5.根据权利要求3所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述隔板(121)上具有向所述外轴(120)的内腔凹陷的凹陷部(122)；所述夹具组件(300)的顶部...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹建伟，朱亮，傅林坚，叶钢飞，阮文星，梁晋辉，
申请(专利权)人：浙江晶盛机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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