[发明专利]籽晶夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用直拉法生长单晶硅时所使用的籽晶夹持装置，属于半导体晶体生长设备技术领域。

背景技术

单晶硅为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其它电子元件，单晶硅生长技术有两种：区熔法和直拉法，其中直拉法是目前普遍采用的方法。

在直拉法生长单晶硅的方法中，将高纯度的多晶硅原料装进石英坩埚内，然后在低真空有流动惰性气体保护下加热熔化，熔化后将温度降至硅结晶点1420摄氏度左右，把一支有着特定生长方向的单晶硅(称做籽晶)装入籽晶夹持装置中，并使籽晶与硅溶液接触，通过调整硅溶液的温度和籽晶向上的得升速度，使籽晶长大，当硅单晶体的直径接近目标直径时，提高籽晶提升速度，使硅单晶体等直径生长，在硅单晶体生长接近结束时，石英坩埚内的硅溶液尚未完全消失，通过增加籽晶的提升速度和调整石英坩埚内的供给热量，使硅单晶体的直径慢慢缩小成一个锥状体，当锥状体的尖足够小时，硅单晶体就会与溶液脱离，从而完成单晶硅的生长过程。

在单晶硅生长过程中，籽晶一般都用夹持装置进行固定，它需要很好地固定在夹持装置中，以确保在提升籽晶过程中籽晶不会脱落，使单晶硅生长过程顺利完成。籽晶一般为圆柱体或长方体，它上面有一个或多个缺口，用定位销或金属丝将籽晶固定在夹持装置中，但用定位销或金属丝固定都存在固定不牢固，安装不便，而且出炉后不易取下籽晶的的问题。

为了解决上述问题，在现有技术中已对籽晶杆的结构做了相对改进，如专利申请号为02285894.6的中国专利，就公开了一种籽晶杆，其包括一杆体，在杆体的上端设有与设备连接的连接结构，杆体具有一纵向贯通的空腔，且位于杆体的下端的空腔二相对于其上方的空腔一呈收缩状。专利申请号为02131185.4的中国专利，也公开了一种直拉法生长单晶硅用硅籽晶夹持器，该申请对籽晶夹持器的结构又做了进一步改进，将夹持器分为上下两个部分，上下两个部分之间为可拆卸联接，在夹持器下部内含一上大下小且上下贯通的空腔，籽晶就夹持在空腔中。这两种结构的籽晶夹持装置结构简单，易于安装和取下籽晶，但是这两种结构均需要在籽晶夹持装置中加工出呈台阶状的内腔，加工难度较大，另外，用于夹持籽晶的夹头会有一定程度的磨损，需要定期更换，上述两种结构中的夹头在更换时，需要将整个夹持装置更换，至少要更换夹持装置的下半部分，更换成本较高。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种固定牢固，易于更换，而且成本低，易于加工的籽晶夹持装置。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

所述籽晶夹持装置，包括上部夹头和下部夹头，所述上部夹头的顶端与籽晶吊绳可拆卸连接，所述的上部夹头和下部夹头之间为可拆卸连接，所述的下部夹头内有一上下贯通的第一空腔，在所述第一空腔内套设有一内夹头，所述内夹头内具有一上大下小且上下贯通的第二空腔，在所述第一空腔内还套有一用于顶住籽晶的固定棒。

本发明的进一步改进在于，所述第一空腔的内径上下一致，在其底部呈收缩状，所述内夹头与所述第一空腔之间为滑动配合，所述上部夹头与籽晶吊绳之间的连接件为螺纹连接或销连接，在所述下部夹头的侧壁上设置有至少一个通气孔，所述上部夹头与下部夹头之间为螺纹连接，所述固定棒上设置有与所述下部夹头的内螺纹相配合的外螺纹，在所述固定棒的顶部设置有一供放置旋紧工具的安装结构。所述上部夹头与下部夹头之间还可以采用销连接方式。

本发明更进一步改进在于，在所述上部夹头与下部夹头之间再加设一可拆卸的加长杆，在所述加长杆的侧壁上设置有至少一个通气孔。

综上内容，所述的籽晶夹持装置，在下部夹头内套设了一个内夹头，由内夹头夹持籽晶，因为内夹头在下部夹头内的空腔中是可活动的，所以当其产生磨损需要更换时，只需要更换内夹头即可，无需将下部夹头一起更换，降低成本。另外，下部夹头内的空腔无需要加工成台阶状，所以加工比较容易。

该装置在下部夹头内设置了一个固定棒，用于将籽晶在垂直方向上牢固地固定，不会在单晶硅生长过程中产生晃动。在上部夹头与下部夹头之间加设一加长杆，可以使籽晶吊绳远离石英坩埚内高温的硅溶液，延长其使用寿命。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明结构装配图。

如图1和图2所示，上部夹头1，和下部夹头2，籽晶吊绳3，第一空腔4，内夹头5，第二空腔6，固定棒7，通气孔8，内螺纹9，外螺纹10，安装结构11，加长杆12，通气孔13，插销14，突出部15，外螺纹16，通孔17，螺孔18，突出部19，外螺纹20，籽晶21。

具体实施方式