專利名稱：具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提拉法晶體生長(zhǎng)單晶的連接與傳動(dòng)裝置，屬于晶體生長(zhǎng)設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
提拉法是一種單晶生長(zhǎng)常用的方法，廣泛用于半導(dǎo)體、激光、壓電等多種晶體的生長(zhǎng)。一般是將多晶原料放入坩堝內(nèi)，加熱熔化，使籽晶與熔體原料接觸，在一定的溫度制度下，實(shí)現(xiàn)引晶、縮頸、擴(kuò)肩、等徑生長(zhǎng)和晶體提脫整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程。籽晶的旋轉(zhuǎn)和提拉是由電機(jī)帶動(dòng)籽晶桿運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。目前，籽晶桿和電機(jī)軸采用一種剛性的連接方式，這種方式可以直接將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給籽晶桿，但在突然斷電時(shí)，熔體因溫度突然下降而迅速凝固，晶體被凍結(jié)在熔體表面，電機(jī)的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的扭矩會(huì)使籽晶桿特別是其上的貴金屬部分變形，使晶體產(chǎn)生破裂或破碎，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞整個(gè)提拉裝置，造成較大的損失，使生產(chǎn)和設(shè)備維修成本提高。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可以在晶體生長(zhǎng)過(guò)程突然終止時(shí)，對(duì)晶體生長(zhǎng)設(shè)備起到自動(dòng)保護(hù)作用的具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置。
本發(fā)明是采用以下解決方案具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置由法蘭盤，柔性圓盤、錐面轉(zhuǎn)盤、摩擦錐、籽晶桿、支撐外殼和電機(jī)組成，法蘭盤與電機(jī)軸連接在一起，法蘭盤的下端面與錐面轉(zhuǎn)盤的上端面之間各固定有一個(gè)柔性圓盤，兩圓盤之間保持一定壓力；摩擦錐設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面處，摩擦錐的下端與籽晶桿連接，錐面轉(zhuǎn)盤通過(guò)軸承安裝在支撐外殼上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼安裝在電機(jī)上。
整個(gè)阻尼轉(zhuǎn)動(dòng)裝置被支撐外殼包封起來(lái)，通過(guò)螺栓連接固定在稱重裝置上的懸臂上，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重量的測(cè)量。而整個(gè)旋轉(zhuǎn)和稱重裝置被包封在上稱重裝置的外殼內(nèi)，形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。
本發(fā)明將電機(jī)與籽晶桿之間由剛性連接直接帶動(dòng)變?yōu)槟Σ羵鲃?dòng)，法蘭盤與錐面轉(zhuǎn)盤之間及錐面轉(zhuǎn)盤與摩擦錐之間均為摩擦傳動(dòng)，當(dāng)加熱過(guò)程突然終止時(shí)，晶體因溶液過(guò)冷而凝固在溶液表面，電機(jī)的慣性對(duì)整個(gè)裝置產(chǎn)生巨大扭矩的時(shí)候，摩擦傳動(dòng)之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，而消除這種扭矩，起到自動(dòng)保護(hù)籽晶桿的作用。另外，籽晶桿與摩擦錐連接后懸掛在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面上，容易實(shí)現(xiàn)籽晶桿的自動(dòng)定位，保證了籽晶桿的垂直度。


附圖為本發(fā)明具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置示意圖。
其中1、法蘭盤，2、柔性圓盤，3、柔性圓盤，4、錐面轉(zhuǎn)盤，5、摩擦錐，6、支撐外殼，7、軸承，8、電機(jī)軸，9、電機(jī)，10、籽晶桿，11、稱重裝置，12、稱重系統(tǒng)的外殼具體實(shí)施方式
本發(fā)明主要由法蘭盤1，柔性圓盤2、錐面轉(zhuǎn)盤4、摩擦錐5、籽晶桿10、支撐外殼6和電機(jī)9組成，法蘭盤1為尼龍制成，與電機(jī)軸8連接在一起，法蘭盤1的下端面上固定有柔性圓盤2，錐面轉(zhuǎn)盤4也為尼龍制成，其上端面上固定有柔性圓盤3，兩圓盤之間保持一定壓力(用于在電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中依靠?jī)扇嵝詧A盤之間的阻尼作用傳遞旋轉(zhuǎn)能量)，其材質(zhì)均為聚合物多孔材料或粗糙表面柔性材料制作，分別用三根圓周對(duì)稱排列的鋼針固定在法蘭盤1和錐面轉(zhuǎn)盤4上。摩擦錐5為黃銅制成，設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤4的錐面處，摩擦錐5的下端與籽晶桿10采用螺紋連接，錐面轉(zhuǎn)盤4通過(guò)軸承7安裝在支撐外殼6上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼6安裝在電機(jī)9上。當(dāng)電機(jī)9上的軸8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，法蘭盤1通過(guò)柔性圓盤2和3之間的摩擦傳動(dòng)使錐面轉(zhuǎn)盤4轉(zhuǎn)動(dòng)，錐面轉(zhuǎn)盤4通過(guò)與摩擦錐5之間的摩擦傳動(dòng)，最終帶動(dòng)籽晶桿10轉(zhuǎn)動(dòng)。整個(gè)裝置被支撐外殼6包封起來(lái)，通過(guò)螺栓連接固定在稱重裝置11上的懸臂上，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的重量的測(cè)量。而整個(gè)旋轉(zhuǎn)和稱重裝置被包封在上稱重系統(tǒng)的外殼12內(nèi)，形成了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。兩個(gè)柔性圓盤的材質(zhì)也可為為皮革材料，兩片皮革的光滑面粘接在法蘭盤下端面和尼龍錐面轉(zhuǎn)盤上端面，皮革的粗糙面作為阻尼連接的接觸面。
當(dāng)籽晶桿帶動(dòng)籽晶或(和)晶體在熔體中旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于生長(zhǎng)過(guò)程中熔體對(duì)晶體轉(zhuǎn)動(dòng)的粘滯阻力很小，所以，依靠阻尼摩擦傳動(dòng)完全可以實(shí)現(xiàn)由電機(jī)帶動(dòng)籽晶桿轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)突然斷電時(shí)，由于電機(jī)的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)引起的巨大的扭矩，而熔體因?yàn)橐呀?jīng)固化，晶體被固定在熔體表面，使得摩擦錐和錐面圓盤及兩層柔性圓盤之間的摩擦阻力遠(yuǎn)小于扭矩引起的切向力，從而引起兩個(gè)阻尼接觸表面中的一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)產(chǎn)生滑動(dòng)，因此，大大減小了慣性對(duì)籽晶桿及其它轉(zhuǎn)動(dòng)部件的扭矩，起到保護(hù)旋轉(zhuǎn)提拉裝置的目的。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明能夠起到對(duì)旋轉(zhuǎn)提拉裝置的保護(hù)作用。斷電后，不但保證了籽晶桿和其它轉(zhuǎn)動(dòng)部件的安全，晶體也基本完好。
權(quán)利要求
1.一種具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置，由法蘭盤，柔性圓盤、錐面轉(zhuǎn)盤、摩擦錐、籽晶桿、支撐外殼和電機(jī)組成，其特征在于法蘭盤與電機(jī)軸連接在一起，法蘭盤的下端面與錐面轉(zhuǎn)盤的上端面之間各固定有一個(gè)柔性圓盤，兩圓盤之間保持一定壓力；摩擦錐設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面處，摩擦錐的下端與籽晶桿連接，錐面轉(zhuǎn)盤通過(guò)軸承安裝在支撐外殼上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼安裝在電機(jī)上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種具有阻尼的晶體旋轉(zhuǎn)提拉裝置，由法蘭盤，柔性圓盤、錐面轉(zhuǎn)盤、摩擦錐、籽晶桿、支撐外殼和電機(jī)組成，法蘭盤與電機(jī)軸連接在一起，法蘭盤的下端面與錐面轉(zhuǎn)盤的上端面之間各固定有一個(gè)柔性圓盤，兩圓盤之間保持一定壓力；摩擦錐設(shè)在錐面轉(zhuǎn)盤的錐面處，摩擦錐的下端與籽晶桿連接，錐面轉(zhuǎn)盤通過(guò)軸承安裝在支撐外殼上，并能自由地旋轉(zhuǎn)；支撐外殼安裝在電機(jī)上。本發(fā)明將電機(jī)與籽晶桿之間由剛性連接直接帶動(dòng)變?yōu)槟Σ羵鲃?dòng)，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，而消除因電機(jī)慣性產(chǎn)生的扭矩，起到自動(dòng)保護(hù)裝置的作用。另外，容易實(shí)現(xiàn)籽晶桿的自動(dòng)定位，保證了籽晶桿的垂直度。
文檔編號(hào)C30B15/00GK1598079SQ20041002455
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者王繼揚(yáng), 劉宏, 高磊, 張懷金, 徐現(xiàn)剛, 蔣民華, 吳建波, 秦曉勇, 朱懷烈 申請(qǐng)人:山東大學(xué)