[发明专利]主动平衡种子提升器

说明书

一种晶体生长系统，包括旋转种子提升组件，以旋转和提升由缆绳支撑的种子晶体。种子提升组件包括线轴，该线轴旋转以将缆绳缠绕在线轴周围，从而升高缆绳。当线轴旋转时，其在轴向方向上移动，以避免缆绳在轴向方向上位移。配重组件中的导螺杆通过联接(例如，联接到线轴主轴的链轮和链条联接)机械地联接到线轴。当线轴旋转时，导螺杆因此以与线轴的旋转速率成比例的速率旋转。因此，由导螺杆驱动的可移动配重被驱动以在与轴向方向相反的方向上移动(例如，与线轴的移动相反)。因此，配重组件配置为抵消否则将由线轴的移动而引入的质心变化。

技术领域

本公开总体地涉及晶体生长设备，更具体地涉及用于种子晶体的主动平衡提升器。

背景技术

大晶体，特别是单晶锭，对于各种技术领域是非常重要的。对于现代电子器件，单晶硅是用于各种功能的特别重要的源材料，诸如，用于集成电路的晶圆和光伏板的部件。单晶结构包括没有晶粒边界的连续晶格，并且可由单个元素或多个元素(例如，掺杂材料)制成。

通常用于制造单晶硅的一种制造技术是直拉(Czochralski)法，该方法涉及将种子晶体浸入材料的熔池中，然后在旋转种子晶体的同时缓慢地将种子晶体拉离熔池。然而，当前技术受到由振动、不平衡和其它类似问题引起的低效率的影响。如果没有正确地执行，则可能发生故障，并且所得到的锭可能是可包括晶界的多晶锭。由于晶界对于各种用途来说可能是有问题的，因此失效的锭可能必须被熔化和再生长，这浪费时间和能量。由于单晶生长过程经常花费长的时间(例如，在数十小时或数天的量级)，因此任何故障都会对生产效率产生显著的后果。

需要经改善的、用于有效地制造大单晶(诸如，单晶硅)的设备。

发明内容

本公开的某些方面涉及一种种子提升组件，该组件包括平台基部、线轴以及配重组件，其中，平台基部具有缆绳端口，缆绳端口用于输出支撑种子晶体的缆绳；线轴具有沿着线轴的长度延伸的螺旋状收集槽，随着线轴沿着线轴轴线纵向移动，线轴可围绕旋转轴线旋转以将缆绳缠绕到收集槽中；以及配重组件联接到平台基部，配重组件包括配重导螺杆和可移动配重，其中，配重导螺杆可旋转地联接到线轴，使得线轴的旋转引起配重导螺杆的旋转；以及可移动配重联接到配重导螺杆，其中，配重导螺杆的旋转引起可移动配重沿着与线轴轴线平行的配重轴线滑动；并且其中，响应于线轴在第一方向上的纵向移动，配重组件配置为使可移动配重在与第一方向相反的方向上滑动足以抵消由线轴的纵向移动引起的任何质心位移的量。

本公开的某些方面涉及晶体生长系统，该系统包括具有生长室、种子晶体以及种子提升组件，其中，生长室容纳熔体的坩埚；种子晶体沿着缆绳中心线通过缆绳悬挂在生长室内；以及种子提升组件可旋转地联接到生长室的顶端并且具有沿着缆绳中心线的组装质心，种子提升组件在生长室内支撑缆绳，种子提升组件具有用于升高缆绳的线轴并且具有可移动配重，线轴具有线轴质心，质心在缆绳升高时相对于缆绳中心线移动，可移动配重具有配重质心，其中，可移动配重机械地联接到线轴，使得线轴质心相对于缆绳中心线的移动引起配重质心的协调移动，使得组装质心沿着缆绳中心线保持。

本公开的某些方面涉及一种用于生长晶体的方法，方法包括通过由种子晶体提升组件支撑的缆绳将种子晶体降低至熔体，缆绳具有缆绳中心线；以及同时旋转种子提升组件和升高缆绳，其中，升高缆绳包括：通过种子提升组件的部件的移动升高缆绳，其中，部件的移动使得部件的质心相对于缆绳中心线移动；以及响应于部件的移动而自动地移动可移动配重，其中，可移动配重机械地联接到部件，使得部件的质心相对于缆绳中心线的移动被配重质心的移动抵消，以维持种子提升组件沿着缆绳中心线的质心。

考虑到参考附图做出的各种实现的详细描述，本公开的其它实现和/或方面对于本领域普通技术人员将是显而易见的，下面提供对附图的简要描述。

附图说明

本说明书参考以下附图，其中，在不同的图中使用相同的附图标记旨在说明相同或类似的部件。

图1是根据本公开的某些方面的具有种子晶体提升组件的晶体生长系统的示意图。