[实用新型]一种用于称重提拉法的水冷籽晶杆

说明书

本实用新型涉及用于称重提拉法的水冷籽晶杆，它包括用于固设晶种的杆芯，所述杆芯的上端设有旋转电机，所述旋转电机与称重体系连接，所述杆芯的外围套设有冷却单元以及位于冷却单元上方的波纹管；所述冷却单元包括用于与晶体生长炉顶壁固定连接的固定座以及与固定座一体成型的冷却套筒，所述固定座的中心设有与冷却套筒贯通且容杆芯穿过的通道，所述冷却套筒伸入晶体生长炉的炉膛内；所述冷却套筒的筒壁设有容纳冷却液的夹层，所述固定座上设有与所述夹层相通的腔室，且固定座上设有与腔室连通的进液口与出液口；所述波纹管连接于固定座与旋转电机之间。该水冷籽晶杆既能冷却杆芯，又不会对杆芯施加外力，可以用于称重提拉法晶体生长。

技术领域

本实用新型涉及一种用于称重提拉法的水冷籽晶杆。

背景技术

采用提拉法生长晶体时，需要先在一根籽晶杆上安装籽晶或称晶种，然后让籽晶与熔体接触，使熔体沿籽晶方向进行晶体生长。籽晶杆不仅时时地往上提拉晶体，同时也旋转晶体，以改善熔体的温度分布。目前提拉法一般都采用称重提拉法进行晶体生长，籽晶杆先固定在旋转电机下方，再和电机一起固定在称重体系的下方，晶体生长过程中通过测量晶体重量来间接计算直径，利用晶体重量的变化率来有效控制晶体外形。此方法要求在生长过程中，籽晶杆不能受到外力的影响，否则将影响晶体重量的测量而导致生长失控。

提拉法为了获得高质量的晶体，需要设计一个合适的温度分布。一般可以通过调节坩埚相对线圈位置，保温筒的厚度、层数等构筑温场。但是在生长一些热导率低的晶体时，往往通过上述调节手段，仍不能获得所需的温场。籽晶杆由于通过籽晶直接与晶体相连，且沿着生长方向，如能参与辅助导热降温，可大大方便构建合适的温度分布。

目前普遍使用的籽晶杆为陶瓷杆，由于陶瓷的导热系数较低，所以目前的籽晶杆几乎不参与辅助散热。由于陶瓷籽晶杆存在的问题，有必要设计一种具有辅助散热效果的籽晶杆。目前一般采用水冷的方式来辅助籽晶杆散热，有的将籽晶杆浸泡在流动的冷却水中散热，有的直接在籽晶杆内部设置水路散热如专利CN 213266784 U。这些方法虽然可以让籽晶杆参与辅助散热，但都与籽晶杆密切接触，使用过程中都对籽晶杆施加了外力而无法应用在称重提拉法中。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、既冷却了籽晶杆，同时不会对籽晶杆施加外力，可以用于称重提拉法晶体生长的水冷籽晶杆。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：一种用于称重提拉法的水冷籽晶杆，它包括用于固设晶种的杆芯，所述杆芯的上端设有控制其旋转的旋转电机，所述旋转电机与称重体系连接，所述杆芯的外围套设有冷却单元以及位于冷却单元上方的波纹管；

所述冷却单元包括用于与晶体生长炉顶壁固定连接的固定座以及与固定座一体成型的冷却套筒，所述固定座的中心设有与冷却套筒贯通且容杆芯穿过的通道，所述冷却套筒伸入晶体生长炉的炉膛内；所述冷却套筒的筒壁设有容纳冷却液的夹层，所述固定座上设有与所述夹层相通的腔室，且固定座上设有与腔室连通的进液口与出液口；

所述波纹管连接于固定座与旋转电机之间。

较之现有技术而言，本实用新型的优点在于：

本实用新型的用于称重提拉法的水冷籽晶杆结构简单，既能冷却杆芯，同时不会对杆芯施加外力，可以用于称重提拉法晶体生长，当通水或其他冷却液时，冷却套筒将对杆芯进行非接触式冷却，可通过调节水或其他冷却液的流速或温度调节冷却效果。波纹管的设置便于建立气氛，防止固定座与冷却套筒容杆芯穿过的通道漏气。波纹管、固定座、冷却套筒以及炉膛形成的体系，在通过通入保护气体如氩气建立气氛后，整个体系密封性好，不漏气，进而稳定晶体的生长环境，利于晶体的生长。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的水冷籽晶杆设于晶体生长炉炉膛上的状态示意图。

图3是冷却单元与波纹管的连接关系示意图。