矽棒拉制用子晶夾頭的製作方法

2023-06-04 09:33:26

專利名稱：矽棒拉制用子晶夾頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及單晶矽或多晶矽矽棒拉制爐的零部件，尤其涉及矽棒拉制爐中的子晶
夾頭部件。
背景技術：
單晶矽和多晶矽已廣泛用於半導體和太陽能電池行業，直拉法製備矽棒是矽棒制 造領域最常用的方法。在拉晶爐中，矽料經高溫熔融後通過子晶夾頭部件將矽棒旋轉引出， 子晶夾頭部件中的夾頭旋接在拉晶爐的旋轉提拉軸上，子晶下端與高溫熔融狀的晶棒上端 粘接在一起，目前常用的子晶是圓柱形的單晶矽，為了使圓柱形子晶能與夾頭連接，須在子 晶的壁體上磨製一個缺口，子晶放入夾頭的固定孔後，通過一個固定銷將子晶固定在夾頭 上，這樣既能防止子晶向下移動，又能保持子晶與夾頭的同步旋轉，從而滿足拉晶工藝要 求。這種結構的子晶夾頭部件在拉制矽棒過程中，子晶很容易在缺口處斷裂。有廠家將子晶 改為方柱型，將夾頭的子晶固定孔改為方孔，方柱型子晶套裝在夾頭的方形子晶固定孔中， 這樣的連接結構只能實現子晶與子晶夾頭的同步旋轉，要實現子晶與夾頭之間的軸向限定 同樣需要通過在子晶壁上磨製缺口，在子晶與夾頭之間增設固定銷來防止子晶向下移動， 這種方柱型子晶夾頭部件，在拉制過程中，子晶同樣存在從缺口處斷裂的缺陷。為有效克服 這一缺陷，申請人研製出一套子晶夾頭部件，子晶夾頭是其中的關鍵零件之一。

發明內容
本發明提供了一種矽棒拉制用子晶夾頭。這種子晶夾頭與相應子晶配套使用，在 矽棒拉制過程中子晶不會斷裂，並能與子晶夾頭同步旋轉。
本發明所採用的技術方案是 本發明所述矽棒拉制用子晶夾頭，其特徵是包括螺紋孔21、多稜台孔22和導向 孔23，且螺紋孔21、多稜台孔22與導向孔23為同軸孔系，多稜錐臺孔22的錐角為90° 150° ，且多稜台孔22的上口大於下口。 進一步，所述多稜台孔22為正多稜台孔，其錐度為120° 。
進一步，所述多稜台孔22為正四稜台孔。 由於改進了矽棒拉制用子晶夾頭部件中的子晶和夾頭的結構，在子晶上設置了便 於與夾頭套裝的連接多稜台，在夾頭的螺紋孔底部開設了同軸的多稜台孔和導向孔，多稜 臺孔與子晶上連接多稜台相對應，導向孔對子晶的提拉杆進行導向，子晶與夾頭之間通過 多稜台的軸、孔配合連接結構來實現扭力傳遞和軸向拉力承受，使用這種單晶矽拉制用子 晶夾頭部件，克服了現有子晶夾頭部件存在的缺點，子晶直接套裝在夾頭上，無需在子晶的 壁上磨製缺口，更不需要用固定銷來連接，這樣就能使子晶的提拉杆的截面積不減小，從結 構上消除子晶在拉制過程的斷裂因素，使得子晶在單晶矽棒拉制過程中受力更加均勻。採 用這種結構的子晶夾頭部件，在單晶矽棒拉制過程中，既能有效解決子晶的斷裂，又能實現 子晶與子晶夾頭的同步旋轉。


圖1為子晶夾頭部件的工作示意圖； 圖2、圖3為子晶的一種示意圖，其中，圖2為圖3的仰視圖；
圖4為夾頭一種結構示意圖； 圖中l-子晶；2-夾頭；3-矽棒；4_旋轉提拉軸；11_連接多稜台；12_提拉杆； 13-上檯面；14-下臺面；21-螺紋孔；22-多稜台孔；23-導向孔。
具體實施例方式
下面正四稜台子晶夾頭部件結構為例，詳細說明本發明的具體實施方式
。
附圖1 圖3為單晶矽拉制用子晶夾頭部件的結構示意圖，它由子晶l和本發明 組成，子晶1包括截面形狀為正方形的連接正四稜台和提拉杆12，連接四稜台的上檯面13 大於下臺面14，提拉杆12設置在下臺面14上，本發明包括螺紋孔21、多稜台孔22和導向 孔23，且螺紋孔21、多稜台孔22和導向孔23為同軸孔系，多稜台孔22的截面形狀為四稜 臺，多稜台孔22的錐角為120° ;所述連接多稜台11的形狀和錐角與夾頭2中的多稜台孔 22相對應，即連接多稜台ll也為四稜台，其錐角為120° ，連接多稜台11套裝在夾頭2的 多稜台孔22中，所述子晶1的提拉杆12為圓柱體或圓臺或多稜柱或多稜台，在本例中，提 拉杆12為圓柱體。 其使用方法為將子晶1上的四稜台套裝在夾頭2的四稜台孔中，然後將夾頭2通 過其上的螺紋孔21旋接在拉晶爐的旋轉提拉軸4上，由於子晶1上的四稜台的上檯面13 大於下臺面14，將子晶1上的提拉杆12穿過夾頭2的螺紋孔21和四稜台孔，與導向孔23 相配合，子晶l上的四稜台的四個錐面與夾頭2上的四稜台孔相配合，當拉晶爐啟動時，拉 晶爐的旋轉提拉軸4邊旋轉邊上升，從而帶動子晶夾頭部件同步旋轉上升，子晶1的提拉杆 12下端面與熔融狀態的矽棒3的上端粘結在一起，隨著子晶1的不斷旋轉上升，矽棒3隨之 拉出，直至矽棒3全部被拉出。
權利要求
一種矽棒拉制用子晶夾頭，其特徵是包括螺紋孔(21)、多稜台孔(22)和導向孔(23)，螺紋孔(21)、多稜台孔(22)與導向孔(23)為同軸孔系，多稜台孔(22)的錐角為90°～150°，且多稜台孔(22)的上口大於下口。
2. 根據權利要求l所述矽棒拉制用子晶夾頭，其特徵是所述多稜台孔(22)為四稜以 上正多稜錐孔，其錐角為120° 。
3. 根據權利要求2所述矽棒拉制用子晶夾頭，其特徵是所述多稜台孔(22)為正四稜 臺孔。
全文摘要
一種矽棒拉制用子晶夾頭，其設有多稜台孔，子晶的連接多稜台套裝在夾頭的多稜台孔中。子晶與夾頭間通過多稜台的軸、孔配合連接結構實現了扭力傳遞和軸向拉力承受，無需在子晶壁上磨製缺口，更不需要用固定銷來連接，子晶上的提拉杆的截面積不會減小，從結構上消除子晶在拉制過程的斷裂因素，既能解決子晶的斷裂問題，又能實現子晶與子晶夾頭的同步旋轉。
文檔編號C30B15/32GK101781793SQ200910255740
公開日2010年7月21日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者蔣新民 申請人:常州億晶光電科技有限公司