[发明专利]一种连续生产的区熔炉

说明书

本发明属于悬浮区熔单晶炉技术领域，具体涉及一种连续生产的区熔炉。针对上述现有用于生产较长单晶棒的悬浮区熔单晶炉每生产一根晶体棒都需要进行一次抽真空和降真空，导致能耗及惰性气体的消耗较高，提高了工艺的成本，且生产效率较低的问题。本发明的技术方案是：包括炉室，炉室顶部设置有上轴，上轴的末端设置有夹具，炉室底部设置有保温室，保温室中设置有下轴，炉室侧面设置有原料切换室，原料切换室中设置有用于更换上轴上的原料晶体棒的原料切换装置；保温室侧面设置有产品存储室，产品存储室中设置有用于取走保温室中产品的产品拾取装置；下轴顶端设置有转盘Ⅰ，转盘Ⅰ上设置有多个籽晶安装装置。本发明适用于单晶生长工艺。

技术领域

本发明属于悬浮区熔单晶炉技术领域，具体涉及一种连续生产的区熔炉。

背景技术

悬浮区熔单晶炉用于悬浮区熔提纯与悬浮单晶生长的装置。主要用于区熔硅的提纯和单晶生长，已用于工业生产半导体材料。悬浮区熔单晶炉结构由两部分组成，即炉室和机械传动部分以及电气控制柜和高频发生器部分。炉室为一不锈钢水套式直立容器，可抽高真空或通入流动氩气。从炉室顶底端各插入上轴和下轴，上轴下端夹持一根多晶硅棒，下轴顶端夹持一籽晶。炉室中央装设一单匝高频加热线圈。上下轴可分别旋转和升降。电气控制柜上装有指示仪表、调速旋钮、按钮开关。柜内装有电机控制系统等。

现有的区熔炉通常将一根原料晶体棒安装在上轴下端后开始抽真空、通入惰性气体。在这一根原料晶体完成区熔提纯后，再降真空取出产品晶体棒并再次装入原料晶体棒以备下一次工艺。也即是说每进行一根晶体棒的区熔提纯，设备就要进行一次抽真空和降真空的操作。

这样的缺点是能耗及惰性气体的消耗较高，提高了工艺的成本。且抽真空需要较长的时间导致生产效率较低。

发明内容

针对上述现有用于生产较长单晶棒的悬浮区熔单晶炉每生产一根晶体棒都需要进行一次抽真空和降真空，导致能耗及惰性气体的消耗较高，提高了工艺的成本，且生产效率较低的问题。本发明提供一种连续生产的区熔炉，其目的在于：通过在真空环境下实现晶体棒的装入和取出，实现保持真空条件下的连续生产，从而降低能耗和惰性气体消耗、提高生产效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种连续生产的区熔炉，包括炉室，炉室顶部设置有上轴，上轴的末端设置有夹具，炉室底部设置有保温室，保温室中设置有下轴，炉室侧面设置有原料切换室，原料切换室中设置有用于更换上轴上的原料晶体棒的原料切换装置；保温室侧面设置有产品存储室，产品存储室中设置有用于取走保温室中产品的产品拾取装置；所述下轴顶端设置有转盘Ⅰ，转盘Ⅰ上设置有多个籽晶安装装置。

采用该技术方案后，预先在原料切换装置上装入多根原料晶体棒，并在转盘Ⅰ上装上相同数量的籽晶。在抽真空、通入惰性气体后，原料切换装置将第一根原料晶体棒装在上轴末端的夹具上，开始对第一根原料晶体棒进行区熔提纯，完成后，利用产品拾取装置将保温室中经过区熔工艺提纯的产品晶体棒取走。然后原料切换装置将第二根原料晶体棒装在上轴末端的夹具上，转盘Ⅰ将第二个籽晶送至与第二根原料晶体棒对应的位置，进行第二根原料晶体棒的区熔提纯。重复上述过程，直至原料切换装置上所有的原料晶体棒均完成区熔提纯，并被产品拾取装置转移到产品存储室中。降真空后，从产品存储室中一次取出所有的产品晶体棒。因而，采用本技术方案能够实现一次抽真空进行多根原料晶体棒的区熔提纯，避免了频繁的抽真空，从而降低了能耗和惰性气体的消耗，节约了成本。且节约了抽真空的时间，提高了生产的效率。

优选的，原料切换装置包括平行设置的转盘Ⅱ，所述转盘Ⅱ的侧面通过伸缩杆连接有多个夹持装置Ⅰ。

进一步优选的，原料切换室顶部设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ通过转轴Ⅰ与转盘Ⅱ连接。