【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单晶硅炉，具体涉及一种同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉。
技术介绍
1、单晶硅炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。现有的单晶硅炉的结构普遍采用在炉体内装配一组石墨加热器和拉晶设备，每次只能进行单根晶棒的拉制，拉晶效率较低，而且在每次拉制过程中，都需要单独对炉体进行抽真空、加热和充入氩气，对能源消耗较大。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种在炉体内能够同时拉制多根晶棒，提高拉晶效率较，降低能源消耗的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉。
2、一种同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，包括主炉室、副炉室、设置在主炉室一侧的炉体开启升降机构、设置在副炉室顶部的籽晶旋转提升机构及设置在主炉室底部的坩埚驱动机构，所述副炉室对应安装在主炉室上端，炉体开启升降机构与副炉室连接，用于对副炉室升降，以开启或关闭炉体，所述主炉室内设置有若干平行并列排布的用于装配石英坩埚的石墨加热装置，每个所述石墨加热装置的正上方分别设置有水冷屏，所述籽晶旋转提升机构上设置有与石墨加热装置数量相匹配的籽晶夹头，若干所述籽晶夹头设置在副炉室内并分别悬在每个所述石墨加热装置的正上方，所述坩埚驱动机构分别与每个所述石墨加热装置连接，并能够驱动每个石墨加热装置进行同步升降和旋转，所述籽晶旋转提升机构能够驱动每个籽晶夹头进行升降和同步旋转，以实现在一个单晶硅炉内进行多根晶棒同步拉制。
3、优选的，每个所述石墨加热装置分别包括石墨坩埚、石墨热
4、优选的，相邻的两个石墨热场之间设置有隔温板。
5、优选的，所述坩埚驱动机构包括坩埚旋转装置和坩埚升降装置，所述坩埚升降装置包括纵向设置在主炉室下端的升降丝杠、升降架和驱动升降丝杠旋转的升降驱动，所述升降架平行设置在主炉室的下方，并同时与每个石墨底托盘的石墨中轴的下端连接，且升降架的中部与升降丝杠螺纹连接，所述升降驱动设置在升降丝杠的下端，并驱动升降丝杠进行旋转，推动升降架进行上下运动，以对每个石墨底托盘进行同步升降，所述坩埚旋转装置包括坩埚旋转驱动、传动带和若干个传动轮，所述传动轮分别与每个石墨中轴的下端轴连接，所述坩埚旋转驱动安装在升降架上，在坩埚旋转驱动的输出轴上设置有驱动轮，所述传动带缠绕在驱动轮及每个传动轮上进行并联，所述坩埚旋转驱动跟随升降架上下运动，并通过传动带同时驱动每个石墨中轴进行同速、同向旋转运动。
6、优选的，所述炉体开启升降机构包括立柱、炉筒升降机和升降臂，所述立柱竖向设置在主炉室一侧，所述升降臂垂直安装在立柱的一侧，并沿立柱能够上下活动，所述副炉室固定在升降臂上，所述炉筒升降机设置在升降臂的下端，并与立柱固定连接，所述炉筒升降机能够推动升降臂沿立柱上下运动，以带动副炉室升降，开启或关闭炉体。
7、优选的，所述籽晶旋转提升机构包括籽晶旋转驱动、晶转皮带和若干个提拉头，若干个所述提拉头平行并列排布设置在副炉室顶部，每个提拉头分别包括水平旋转平台、提升电机、卷轮装置和籽晶绳，所述水平旋转平台安装在副炉室顶部，所述卷轮装置安装在水平旋转平台上，所述籽晶绳的一端缠绕于所述卷轮装置上，另一端穿入副炉室内与所述籽晶夹头连接，所述提升电机的输出端与卷轮装置轴连接，并驱动卷轮装置卷绕籽晶绳，对籽晶绳的长度进行收放，使固定在籽晶绳端部的籽晶夹头能够上下直线升降，所述籽晶旋转驱动安装在副炉室顶部，每个所述水平旋转平台上分别设置有转轮，所述晶转皮带安装在籽晶旋转驱动及每个水平旋转平台的转轮上，使其进行联动，所述籽晶旋转驱动通过晶转皮带驱动每个所述水平旋转平台进行同速、同向水平旋转运动，以带动籽晶绳及籽晶夹头同步旋转。
8、优选的，每个所述水冷屏内由下到上分别设置有三个环形的水冷腔，每个水冷腔上分别设置有进水管和出水管，每个所述进水管上分别设置有增压水泵。
9、优选的，所述副炉室的四周侧壁上均设置有观察视窗。
10、本专利技术采用上述技术方案，其有益效果在于：通过在主炉室内并列设置若干个石墨加热装置和水冷屏，在副炉室顶部设置的籽晶旋转提升机构上设置有与石墨加热装置数量相匹配的籽晶夹头，若干籽晶夹头设置在副炉室内并分别悬在每个所述石墨加热装置的正上方，所述坩埚驱动机构分别与每个所述石墨加热装置连接，并能够驱动每个石墨加热装置进行同步升降和旋转，所述籽晶旋转提升机构能够驱动每个籽晶夹头进行升降和同步旋转，多个石墨加热装置和籽晶夹头共用一个炉体，以实现在一个单晶硅炉内进行多根晶棒同步拉制，提高了拉晶效率，多个石墨加热装置在炉体内同时对硅料进行加温熔料时，能够减少热量损耗，并在拉制过程中，该单晶硅炉共用一套抽真空系统、氩气系统和水冷系统，共用的系统可以节约相对应的能源和设备损耗，并且，该单晶硅炉结构紧凑，相对比多台拉晶设备，占用场地减少，设备造价成本降低。
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1.一种同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，包括主炉室、副炉室、设置在主炉室一侧的炉体开启升降机构、设置在副炉室顶部的籽晶旋转提升机构及设置在主炉室底部的坩埚驱动机构，所述副炉室对应安装在主炉室上端，炉体开启升降机构与副炉室连接，用于对副炉室升降，以开启或关闭炉体，其特征在于：所述主炉室内设置有若干平行并列排布的用于装配石英坩埚的石墨加热装置，每个所述石墨加热装置的正上方分别设置有水冷屏，所述籽晶旋转提升机构上设置有与石墨加热装置数量相匹配的籽晶夹头，若干所述籽晶夹头设置在副炉室内并分别悬在每个所述石墨加热装置的正上方，所述坩埚驱动机构分别与每个所述石墨加热装置连接，并能够驱动每个石墨加热装置进行同步升降和旋转，所述籽晶旋转提升机构能够驱动每个籽晶夹头进行升降和同步旋转，以实现在一个单晶硅炉内进行多根晶棒同步拉制。
2.如权利要求1所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：每个所述石墨加热装置分别包括石墨坩埚、石墨热场和石墨底托盘，每个所述石墨热场分别平行并列设置主炉室内，每个石墨底托盘对应安装在每个所述石墨热场内，每个所述石墨坩埚对应安装在每个石墨底托盘的上
3.如权利要求2所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：相邻的两个石墨热场之间设置有隔温板。
4.如权利要求3所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：所述坩埚驱动机构包括坩埚旋转装置和坩埚升降装置，所述坩埚升降装置包括纵向设置在主炉室下端的升降丝杠、升降架和驱动升降丝杠旋转的升降驱动，所述升降架平行设置在主炉室的下方，并同时与每个石墨底托盘的石墨中轴的下端连接，且升降架的中部与升降丝杠螺纹连接，所述升降驱动设置在升降丝杠的下端，并驱动升降丝杠进行旋转，推动升降架进行上下运动，以对每个石墨底托盘进行同步升降，所述坩埚旋转装置包括坩埚旋转驱动、传动带和若干个传动轮，所述传动轮分别与每个石墨中轴的下端轴连接，所述坩埚旋转驱动安装在升降架上，在坩埚旋转驱动的输出轴上设置有驱动轮，所述传动带缠绕在驱动轮及每个传动轮上进行并联，所述坩埚旋转驱动跟随升降架上下运动，并通过传动带同时驱动每个石墨中轴进行同速、同向旋转运动。
5.如权利要求1所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：所述炉体开启升降机构包括立柱、炉筒升降机和升降臂，所述立柱竖向设置在主炉室一侧，所述升降臂垂直安装在立柱的一侧，并沿立柱能够上下活动，所述副炉室固定在升降臂上，所述炉筒升降机设置在升降臂的下端，并与立柱固定连接，所述炉筒升降机能够推动升降臂沿立柱上下运动，以带动副炉室升降，开启或关闭炉体。
6.如权利要求1所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：所述籽晶旋转提升机构包括籽晶旋转驱动、晶转皮带和若干个提拉头，若干个所述提拉头平行并列排布设置在副炉室顶部，每个提拉头分别包括水平旋转平台、提升电机、卷轮装置和籽晶绳，所述水平旋转平台安装在副炉室顶部，所述卷轮装置安装在水平旋转平台上，所述籽晶绳的一端缠绕于所述卷轮装置上，另一端穿入副炉室内与所述籽晶夹头连接，所述提升电机的输出端与卷轮装置轴连接，并驱动卷轮装置卷绕籽晶绳，对籽晶绳的长度进行收放，使固定在籽晶绳端部的籽晶夹头能够上下直线升降，所述籽晶旋转驱动安装在副炉室顶部，每个所述水平旋转平台上分别设置有转轮，所述晶转皮带安装在籽晶旋转驱动及每个水平旋转平台的转轮上，使其进行联动，所述籽晶旋转驱动通过晶转皮带驱动每个所述水平旋转平台进行同速、同向水平旋转运动，以带动籽晶绳及籽晶夹头同步旋转。
7.如权利要求1所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：每个所述水冷屏内由下到上分别设置有三个环形的水冷腔，每个水冷腔上分别设置有进水管和出水管，每个所述进水管上分别设置有增压水泵。
8.如权利要求1所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：所述副炉室的四周侧壁上均设置有观察视窗。
...【技术特征摘要】
1.一种同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，包括主炉室、副炉室、设置在主炉室一侧的炉体开启升降机构、设置在副炉室顶部的籽晶旋转提升机构及设置在主炉室底部的坩埚驱动机构，所述副炉室对应安装在主炉室上端，炉体开启升降机构与副炉室连接，用于对副炉室升降，以开启或关闭炉体，其特征在于：所述主炉室内设置有若干平行并列排布的用于装配石英坩埚的石墨加热装置，每个所述石墨加热装置的正上方分别设置有水冷屏，所述籽晶旋转提升机构上设置有与石墨加热装置数量相匹配的籽晶夹头，若干所述籽晶夹头设置在副炉室内并分别悬在每个所述石墨加热装置的正上方，所述坩埚驱动机构分别与每个所述石墨加热装置连接，并能够驱动每个石墨加热装置进行同步升降和旋转，所述籽晶旋转提升机构能够驱动每个籽晶夹头进行升降和同步旋转，以实现在一个单晶硅炉内进行多根晶棒同步拉制。
2.如权利要求1所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：每个所述石墨加热装置分别包括石墨坩埚、石墨热场和石墨底托盘，每个所述石墨热场分别平行并列设置主炉室内，每个石墨底托盘对应安装在每个所述石墨热场内，每个所述石墨坩埚对应安装在每个石墨底托盘的上端，每个所述石墨底托盘的下端分别纵向同轴设置有石墨中轴，所述石墨中轴分别穿过主炉室的底部并与坩埚驱动机构连接，通过坩埚驱动机构驱动每个石墨底托盘在主炉室内进行同步升降和旋转运动。
3.如权利要求2所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：相邻的两个石墨热场之间设置有隔温板。
4.如权利要求3所述的同步拉制多根晶棒的一体化单晶硅炉，其特征在于：所述坩埚驱动机构包括坩埚旋转装置和坩埚升降装置，所述坩埚升降装置包括纵向设置在主炉室下端的升降丝杠、升降架和驱动升降丝杠旋转的升降驱动，所述升降架平行设置在主炉室的下方，并同时与每个石墨底托盘的石墨中轴的下端连接，且升降架的中部与升降丝杠螺纹连接，所述升降驱动设置在升降丝杠的下端，并驱动升降丝杠进行旋转，推动升降架进行上下运动，以对每个石墨底托盘进行同步升降，所述坩埚旋转装置包括坩埚旋转驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，夏斌，郭一辰，
申请(专利权)人：宁夏申和新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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