CN116180227A - 一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及半导体生长领域，尤其是涉及一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，包括：硬轴，所述硬轴呈长直状态且为竖直布置；软轴，所述软轴的第一端连接于所述硬轴的底部，所述软轴与所述硬轴共轴设置；夹具组件，所述夹具组件连接于所述软轴的第二端上，所述夹具组件用于夹持籽晶。解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

Description

一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法

技术领域

本申请涉及半导体生长领域，尤其是涉及一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法。

背景技术

直拉式单晶硅生长炉是制备单晶硅材料的主要设备,又称单晶硅生长炉，或者单晶炉。设备通过石墨加热方式将盛在石英坩埚中的高纯多晶硅原料熔化,在持续的低压氩气保护下，硅晶体在合适的温度与生长速度下，在一根细小的籽晶上逐淅结晶成一根单晶体。随着市场发展的需求，硅单晶尺寸正在朝着大尺寸、大重量的趋势发展。

现有技术中，一般通过软轴连接籽晶，籽晶与硅液面解除后逐渐向上提拉并长晶，由此的到晶棒，而由于软轴质地具有一定的柔韧性，因此在拉晶过程中由于震动或机械误差均会导致不同程度的晶晃，晶晃是指晶体在拉制过程中具有单摆或圆锥摆的运动状态，如此拉制得到的晶体质量不高。

因此，现有技术的技术问题在于：拉晶质量不高。

发明内容

本申请提供一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

第一方面，本申请提供的一种单晶炉的提拉轴，采用如下的技术方案：

一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，包括：硬轴，所述硬轴呈长直状态且为竖直布置；软轴，所述软轴的第一端连接于所述硬轴的底部，所述软轴与所述硬轴共轴设置；夹具组件，所述夹具组件连接于所述软轴的第二端上，所述夹具组件用于夹持籽晶。

作为优选，所述硬轴包括：外轴，所述外轴的内部具有上下贯穿的内腔；内轴，所述内轴位于所述外轴的内腔，且所述内轴与所述外轴共轴设置，所述内轴与所述外轴具有相互独立的竖直方向的移动自由度，且所述内轴与所述外轴具有同步绕轴旋转的转动自由度；其中，所述软轴的第一端连接于所述内轴的底部。

作为优选，所述外轴的内腔底部具有隔板，所述隔板固定连接于所述外轴的底部，或与所述外轴一体形成；其中，所述软轴的第一端从下向上贯穿所述隔板，且所述软轴的第一端固定在外轴的内腔中。

作为优选，所述软轴的两端具有第一限位部；所述软轴的两端上分别设置有连接组件，所述软轴通过两组所述连接组件分别与所述硬轴和所述夹具组件连接，每组所述连接组件包括：套管，所述套管用于与所述内轴或夹具组件连接，所述套管的侧壁上开设有沿第一方向布置并贯穿于所述套管的通道，所述通道可容置所述软轴进入所述套管内，软轴的第一限位部与套管的端部相抵触而限位。作为优选，所述隔板上具有向所述外轴的内腔凹陷的凹陷部；所述夹具组件的顶部具有与所述凹陷部相符的凸起部，所述凸起部随内轴升降与凹陷部形成有第一工位和第二工位：所述凸起在第一工位时，所述软轴伸出外轴的外部，所述凸起部与凹陷部相互脱离；所述凸起在第二工位时，所述软轴回缩进入外轴的内部，所述凸起部与所述凹陷部相互抵触配合。

作为优选，所述夹具组件包括：配重块，所述配重块连接所述软轴；夹具，所述夹具连接于所述配重块的底部，所述夹具用于连接籽晶。

第二方面，本申请提供的一种单晶炉的提拉装置，采用如下的技术方案：

一种单晶炉的提拉装置，应用于单晶炉中，包括：提拉轴，所述提拉轴为上述的提拉轴；驱动机构，所述驱动机构连接并作用于所述提拉轴，用于驱动所述提拉轴旋转和升降。

作为优选，所述驱动机构包括；座体，所述座体包括：第一座，所述第一座固定；第二座；所述第二座活动连接于所述第二座上，所述第二座具有竖直移动的移动自由度；第一驱动组件，所述第一驱动组件连接于所述第二座上，并作用于所述外轴上，用于驱动所述外轴旋转，从而带动所述内轴与所述外轴同步旋转；以及第二驱动组件，所述第二驱动组件包括：第一驱动件，所述第一驱动件连接于所述第一座上，并作用于所述外轴上，用于驱动所述提拉轴升降；第二驱动件，所述第二驱动件连接于所述第二座上，并作用于所述内轴上，用于驱动所述内轴独立升降。

第三方面，本申请提供的一种单晶炉，采用如下的技术方案：

一种单晶炉，包括：单晶炉本体；提拉装置，所述提拉装置为上述的提拉装置，所述提拉装置位于所述单晶炉本体的顶部，用于竖直向下进入所述单晶炉本体内进行拉晶。

第四方面，本申请提供的一种单晶炉的拉晶方法，采用如下的技术方案：

一种应用上述提拉装置的拉晶方法，包括：夹具上的籽晶与硅液面接触；提拉轴受驱动机构驱动旋转并向上提拉得到晶棒。

作为优选，驱动提拉轴整体下降进入单晶炉本体内，籽晶与硅液面接触；驱动提拉轴旋转并提拉，在籽晶上形成细晶；驱动内轴相对于外轴上升，带动软轴回缩进入外轴的内腔以减小软轴伸出长度；完成晶棒提拉生长。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、本申请中的单晶炉提供一种新型提拉轴，通过在硬轴的底端上连接一软轴，硬轴具有刚性，且软轴的长度相对于传统长尺寸软轴提拉的方案减小了软轴的工作长度，因软轴而成的晶晃幅度可以被有效的控制；因此，本申请减少晶晃的幅度，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

2、由于软轴具有柔韧性，在晶棒作用下保持竖直状态，减小硬轴的偏心误差，提高提拉轴整体的同心度，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

3、硬轴分为外轴与内轴分别提升，通过调节软轴的伸出长度，减缓软轴单摆效应产生的晶棒晃动，进一步提升晶棒品质。

附图说明

图1是本申请所述提拉轴示意图；

图2是本申请所述提拉轴的正向剖视图；

图3是本申请所述提拉轴的连接组件示意图；

图4是本申请所述拉晶方法的流程示意图；

图5是本申请所述拉晶方法的提拉过程流程示意图。

附图标记说明：100、硬轴；110、内轴；120、外轴；121、隔板；122、凹陷部；200、软轴；210、第一限位部；220、连接组件；221、套管；222、通道；223、第二限位部；300、夹具组件；310、配重块；311、凸起部；320、夹具。

具体实施方式

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请实施例提供了一种单晶炉的提拉轴、提拉装置、单晶炉以及拉晶方法，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

随着市场发展的需求，硅单晶尺寸正在朝着大尺寸、大重量的趋势发展，同时晶体质量也需要有保障；在实际研发过程中，由于软轴200生长炉具有结构紧凑和适用性强，申请人采用软轴200提拉的方式进行拉晶，但应用软轴200的单晶炉也存在一些问题：第一，由于软轴200卷扬机构的限制，需要保证钨合金缆绳的柔韧性，所以软轴200的承载能力进一步受到限制，限制了单台设备产能提升；第二，采用软轴200提升，在软轴200的某个长度下由于单摆机制作用，会存在周期性晃动区间，并且晶体晃动幅度随其转速增高逐步加大，这使得更高质量晶体生长的工艺窗口受限；第三，软轴200只能同心生长晶体，晶体界面中心点旋转速度为0，容易形成缺陷源；第四，钨合金缆绳随单晶长度增加逐渐远离高温区，其自身温度逐步降低而发生体积收缩，这使得晶体生长界面位置提升速度V并不精确等于设定提升速度，V的偏差使得精确控制缺陷工艺窗口变小；如此，在软轴200在拉晶过程中存在的一些问题亟待解决。

本申请提供一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，提拉轴用于向下进入单晶炉中，如图1所示，通过提拉轴底部连接的籽晶进行拉晶，提拉轴呈竖直设置，提拉轴从上到下依次包括硬轴100、软轴200以及夹具组件300，硬轴100用于作为软轴200的连接基础；软轴200用于作为夹具组件300的连接基础；夹具组件300用于夹持籽晶。

硬轴100，如图1所示，硬轴100用于作为软轴200的连接基础。硬轴100位于软轴200的正上方，硬轴100呈长直的圆柱状，且呈竖直状态设置。

进一步的，如图2所示，硬轴100包括外轴120和内轴110，外轴120呈管状，外轴120的内部具有内腔，内腔上下贯穿于该外轴120；内轴110容置于该内腔中，且内轴110与外轴120共轴设置，内轴110与外轴120之间具有相互独立的移动自由度，且内轴110与外轴120之间具有能够同步旋转的转动自由度，具体的讲，内轴110与外轴120之间能够相对移动，即内轴110相对于外轴120能够独立竖直升降，换言之，外轴120也能够相对于内轴110独立竖直升降；而在内轴110和外轴120之间具有同步结构，使得外轴120绕轴旋转的同时，能够带动内轴110同步旋转，在一个实施例中，内轴110具有一段方棒区，该方棒区的内轴110的横截面为正方形，对应的，在外轴120的内壁上具有一段方形腔，该方形腔的横截面内圈为与方棒区对应的正方形，方棒区与方形腔配合，如此，在外轴120旋转的同时，通过该同步结构使得内轴110能够发生与外轴120相同的旋转，且不影响内轴110和外轴120的独立升降动作。

再进一步的，如图1所示，外轴120的底部连接有隔板121，隔板121用于封闭外轴120的底端，以提高对外轴120内部结构的隔热保护，在一个实施例中，隔板121固定连接于外轴120的底端上，使得外轴120的底端由该隔板121而封闭；在其他实施例中，隔板121与外轴120的底端一体形成，同样使得外轴120的底端由该隔板121而封闭；在隔板121上开设有穿孔，穿孔用于软轴200的穿设，值得说明的是，穿孔的位置位于硬轴100的旋转中心上。

软轴200，如图2、3所示，软轴200用于作为夹具组件300的连接基础。软轴200的第一端连接于硬轴100，软轴200的第二端连接于夹具组件300，具体的讲，软轴200的第一端连接于硬轴100的底部，且软轴200与硬轴100呈共轴设置，以减小拉晶过程中晶体不同而降低晶体品质的问题；在一个实施例中，硬轴100为长直一体的圆柱状时，软轴200直接连接于硬轴100的底部；在其他实施例中，硬轴100包括有可相对独立升降且同步旋转的内轴110和外轴120时，软轴200连接于内轴110的底端上，具体的讲，软轴200由连接于内轴110底端的一端穿设经过隔板121上的穿孔与夹持机构连接。软轴200具有一定的柔韧性，在一个实施例中，软轴200采用钨丝绳。

夹具组件300，如图2、3所示，夹具组件300用于夹持籽晶。夹持机构连接于软轴200的第二端上，即连接于软轴200的底部，夹持机构包括配重块310和夹具320，配重块310用于软轴200配重同时作为夹具320的连接基础；夹具320用于夹持籽晶；配重块310连接于软轴200的底端，夹具320连接于配重块310上，值得说明的是，配重块310和夹具320呈中心对称设置，且均与硬轴100呈共轴设置；在一个实施例中，夹具320具体采用石墨夹头以夹持籽晶。

进一步的，如图2、3所示，在软轴200两端上分别具有第一限位部210，第一限位部210相较于软轴200体积较大，在一个实施例中，第一限位部210具体为连接于软轴200两端上的限位球；进一步的，在软轴200上设置有连接组件220，具体的，连接组件220具有两组，两组连接机构分别设置于软轴200的两端，即软轴200的两端分别通过该连接组件220分别用于软轴200与内轴110、夹具组件300的连接；两组连接组件220结构相同，本实施例中仅以其中一组连接组件220为例展开叙述，连接组件220包括套管221，套管221呈中空设置且贯穿于套管221的两端，在套管221的侧壁上开设有通道222，通道222沿第一方向布置，具体的讲通道222的方向平行于套管221所在轴向，通过该通道222使得套管221的内部空间与外部空间连通，且该通道222开设于套管221的侧壁且贯穿至套管221的长度方向的两端；进一步的，在套管221的一端上具有第二限位部223，如此，软轴200通过该通道222进入套管221内，软轴200的第一限位部210与套管221端部的第二限位部223相互抵触配合而使得软轴200形成限位，此时提拉轴形成了纯硬轴的形式进行提拉。位于软轴200上端的连接组件220中，对应套管221固定连接于内轴110的底端；而位于软轴200下端的连接组件220中，对应套管221固定连接于夹持机构的顶部，具体的讲，对应套管221固定连接于配重块310的顶部，如此，实现软轴200分别与硬轴100和夹具组件300的连接。

再进一步的，如图2、3所示，内轴110的底部具有一端过渡段，过渡段通过软轴200顶部的连接组件220与软轴200连接，具体的，连接组件220的套管221连接于过渡段的底部，过渡段的内部具有一空腔，使得软轴200具有一段向上移动的空间；相应的，配重块310通过连接组件220与软轴200连接，具体的，连接组件220的套管221连接于配重块310的顶部，配重块310的内部也具有一空腔，使得软轴200具有一段向下移动的空间。

硬轴100的底部夹具组件300的顶部之间设置有配合结构，如图2、3所示，具体的，配合结构设置于外轴120的底部和配重块310的顶部，配合结构包括凹陷部122和凸起部311，凹陷部122设置于外轴120底部的隔板121下方，通过向内开设倒角使得外轴120的底部形成向内凹陷的凹陷部122；凸起部311设置于配重块310的顶部，通过在配重块310顶部边缘开设倒角从而在配重块310的顶部形成向外凸起的凸起部311，值得说明的是，凹陷部122和凸起部311相互配合，换言之，凹陷部122的向内凹陷的形状和大小与凸起部311外部的形状、大小相符合，使得配重块310顶部的凸起部311刚好能够容置于凹陷部122中；凸起部311随内轴110升降与凹陷部122形成有第一工位和第二工位：在第一工位时，软轴200伸出外轴120的外部，凸起部311与凹陷部122相互脱离；在第二工位时，所述软轴200回缩进入外轴120的内部，所述凸起部311与所述凹陷部122相互抵触配合；具体的讲，通过向上驱动内轴110移动，使得软轴200受驱动而收缩进入外轴120的内腔中，此时夹具组件300受软轴200牵引而同步向上移动，如此使得凸起部311进入凹陷部122中形成配合，从而使得夹具组件300和硬轴100之间形成一体，以减小晶晃。

本申请还提供一种单晶炉的提拉装置，应用于单晶炉中，用于提拉轴用于向下进入单晶炉中，通过提拉轴底部连接的籽晶进行拉晶，提拉装置包括提拉轴和驱动机构，提拉轴位于和驱动机构位于单晶炉的正上方，提拉轴呈竖直布置，用于向下进入单晶炉中进行拉晶；驱动机构用于驱动提拉轴旋转和升降。

提拉轴，如图1-4所示，提拉轴用于向下进入单晶炉中进行拉晶。提拉轴位于单晶炉的顶部，提拉轴呈竖直布置，提拉轴具体结构与上述的提拉轴结构相同，此处不再累述。

驱动机构，驱动机构未图示，驱动机构用于驱动提拉轴旋转和升降。驱动机构位于单晶炉的顶部，作用于提拉轴并对提拉轴进行驱动。驱动机构包括座体、第一驱动组件以及第二驱动组件，座体用于作为第一驱动组件和第二驱动组件的安装承载基础；第一驱动组件用于驱动提拉轴旋转；第二驱动组件用于驱动提拉轴升降。

座体，座体用于作为第一驱动组件和第二驱动组件的安装承载基础。座体包括第一座和第二座，第一座相对固定，第一座通过机架固定设置于单晶炉的正上方；第二座滑移连接于第一座上，第二座相对第一座可竖直滑移；在一个实施例中，第二座通过竖直布置的滑轨滑移连接于第一座上。

第一驱动组件，第一驱动组件用于驱动提拉轴旋转。第一驱动组件位于第二座上，第一驱动组件可随第二座升降。值得说明的是，外轴120通过轴承转动连接于第二座上，使得外轴120受第一驱动组件旋转的同时，还能够随第二座完成升降。具体的，第一驱动组件包括第一电机和第一同步带，第一电机连接于第二座上，第一同步带传动连接于第一电机的输出轴和外轴120的外部，使得第一电机能够带动外轴120发生旋转。

第二驱动组件，第二驱动组件用于驱动提拉轴升降。第二驱动组件包括第一驱动件和第二驱动件，第一驱动件用于驱动提拉轴整体升降；第二驱动件用于驱动内轴110独立升降。

第一驱动件，第一驱动件用于驱动提拉轴整体升降。第一驱动件连接于第一座上，第一驱动件包括丝杆、滑块、第二电机以及第二同步带，丝杆呈竖直方向布置，丝杆转动连接于第一座上；滑块通过螺纹连接于丝杆上，且滑块与第二座固定连接；第二电机连接于第一座上，并作用于丝杆上，具体的讲，第二电机的输出端和丝杆之间传动连接有第二同步带，使得第二电机实现对丝杆的旋转驱动；如此，第二电机驱动丝杆旋转，滑块沿丝杆所在方向发生滑移，第二座通过滑轨滑移连接于第一座上，在滑轨的导向下，从而实现带动第二座和提拉轴整体发生竖直升降。

第二驱动件，第二驱动件第二驱动件用于驱动内轴110独立升降。第二驱动件连接于提拉轴的顶部，第二驱动件包括气缸，气缸连接于第二座上，且气缸与提拉轴共轴设置，气缸的输出杆通过万向接头连接于内轴110的顶部，使得气缸能够驱动内轴110升降，从而实现提拉轴整体升降的同时还能够实现内轴110单独升降。

如此，第一驱动机构驱动提拉轴旋转，以满足拉晶的晶转要求；第二驱动机构中第一驱动件驱动提拉轴整体升降，首先第一驱动件驱动提拉轴下降进入到单晶炉的内部，晶体首先吸附于籽晶上完成细晶的生长，随着第一驱动件驱动提拉轴向上提拉，逐渐形成晶棒，在提拉过程中针对工艺要求，在提拉轴整体提拉的同时，通过第二驱动件单独驱动内轴110相对于外轴120上升或下降，以调节软轴200的长度，随着第一驱动件进一步提拉，完成晶棒的生长。

本申请还提供一种单晶炉，单晶炉用于晶体生长，通过在熔融的硅料中提拉得到硅单晶，单晶炉包括单晶炉本体和提拉装置，单晶炉本体作为晶体生长的主体；提拉装置用于晶棒的提拉。

单晶炉本体，单晶炉本体未图示，单晶炉本体作为晶体生长的主体。单晶炉主体包括主炉室和副炉室，主炉室内具有坩埚、加热器等用于提供晶体生长的结构，副炉室连接于主炉室的顶部且与主炉室连通，此处单晶炉本体即为用于光伏或半导体的晶棒生长的设备，不再对其结构进行进一步阐述。

提拉装置，如图1-4所示，提拉装置用于晶棒的提拉。提拉装置结构与上述提拉装置的结构相同，此处不再累述；值得说明的是，提拉装置位于单晶炉本体的顶部，用于向下进入单晶炉本体内进行拉晶，提拉装置通过机架连接从而架设于单晶炉本体的顶部，具体的讲，第一座固定连接于机架上，使得提拉轴具有能够向下进入单晶炉本体内部或从单晶炉本体内部向上提拉的执行工位。

本申请还提供一种应用有上述提拉装置的拉晶方法，如图4所示，该方法包括：

S100：首先驱动提拉轴下降使得夹具320上的籽晶与硅液面接触；

S200：提拉轴受驱动机构旋转的同时被向上提拉；

S300：从而得到晶棒。

具体的，如图5所示，S200提拉轴受驱动机构旋转的同时被向上提拉包括：

S210：驱动提拉轴旋转并提拉，在籽晶上形成细晶；

S220：驱动内轴110相对于外轴120上升，带动软轴200回缩进入外轴120的内腔以减小软轴200伸出长度。

针对拉晶步骤调节软轴200长度需求，如图5所示，具体包括以下几个阶段：

第一阶段：

提拉轴处于第一状态，在第一状态下，软轴200回缩于外轴120的内部，使得夹具组件300与外轴120的底部抵触而形成一体；第一驱动件驱动提拉轴整体下降进入单晶炉本体的内部；

第二阶段：

随第一驱动件驱动提拉轴下降直至籽晶达到硅液面以上第一长度，提拉轴有第一状态切换为第二状态，在第二状态下，第二驱动件驱动内轴110下降，软轴200逐渐由外轴120的内腔向外伸出，直至软轴200达到最大长度，且此时籽晶与硅液面接触；其中，第一长度为软轴200的长度；提拉轴下降到最低位置后再驱动软轴200伸出，减小软轴200随硬轴100下降过程中由于误差或抖动造成的晃摆；

第三阶段：

提拉轴位于第二状态下，第一驱动组件驱动提拉轴整体旋转，第一驱动件驱动外轴120以提拉速度为V整体抬升，其余温度等因素均满足晶体生长工艺要求，硅料逐渐吸附于籽晶上直至形成400mm-500mm的细晶以排除晶体之间的位错；通过软轴200的柔韧性以提高细晶和提拉轴处于同心状态，减小晶体生长时切向的应力，防止晶体生长断包；

第四阶段：

随提拉轴的提升，在籽晶上生长细晶、放肩后得到等径的晶体，开始等径的晶棒拉制，随着等径晶棒重量增大，再高速旋转过程中，晶棒重量增大对软轴200晃动的影响趋势逐渐增加，第二驱动件单独驱动内轴110以α的提升速度进行提升，第一驱动件驱动外轴120以V-α的速度提升，以保持晶体提拉速度保持为V，逐渐减小软轴200伸出长度，直至软轴200全部回缩至外轴120的内腔中，使得夹具组件300与外轴120的底部抵触而形成一体，即提拉轴由第二状态切换回至第一状态；从而减小晶晃影响拉晶品质。

工作原理/步骤：

提拉轴下降进入单晶炉本体内部，软轴200处于伸出状态下进行细晶生长，经过放肩后，驱动软轴200回缩至外轴120的内腔，减小软轴200长度，经晶棒等径生长后得到晶棒。

技术效果：

1、本申请中的单晶炉提供一种新型提拉轴，通过在硬轴100的底端上连接一软轴200，硬轴100具有刚性，且软轴200的长度相对于传统长尺寸软轴200提拉的方案减小了软轴200的工作长度，因软轴200而成的晶晃幅度可以被有效的控制；因此，本申请减少晶晃的幅度，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

2、由于软轴200具有柔韧性，在晶棒作用下保持竖直状态，减小硬轴100的偏心误差，提高提拉轴整体的同心度，解决了拉晶质量不高的技术问题，达到提高晶体质量的技术效果。

3、硬轴100分为外轴120与内轴110分别提升，通过调节软轴200的伸出长度，减缓软轴200单摆效应产生的晶棒晃动，进一步提升晶棒品质。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种单晶炉的提拉轴，应用于单晶炉中，其特征在于，包括：

硬轴(100)，所述硬轴(100)呈长直状态且为竖直布置；

软轴(200)，所述软轴(200)的第一端连接于所述硬轴(100)的底部，所述软轴(200)与所述硬轴(100)共轴设置；以及

夹具组件(300)，所述夹具组件(300)连接于所述软轴(200)的第二端上，所述夹具组件(300)用于夹持籽晶。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述硬轴(100)包括：

外轴(120)，所述外轴(120)的内部具有上下贯穿的内腔；

内轴(110)，所述内轴(110)位于所述外轴(120)的内腔，且所述内轴(110)与所述外轴(120)共轴设置，所述内轴(110)与所述外轴(120)具有相互独立的竖直方向的移动自由度，且所述内轴(110)与所述外轴(120)具有同步绕轴旋转的转动自由度；

其中，所述软轴(200)的第一端连接于所述内轴(110)的底部。

3.根据权利要求2所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述外轴(120)的内腔底部具有隔板(121)，所述隔板(121)固定连接于所述外轴(120)的底部，或与所述外轴(120)一体形成；

其中，所述软轴(200)的第一端从下向上贯穿所述隔板(121)，且所述软轴(200)的第一端固定在外轴(120)的内腔中。

4.根据权利要求3所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述软轴(200)的两端具有第一限位部(210)；所述软轴(200)的两端上分别设置有连接组件(220)，所述软轴(200)通过两组所述连接组件(220)分别与所述硬轴(100)和所述夹具组件(300)连接，每组所述连接组件(220)包括：

套管(221)，所述套管(221)用于与所述内轴(110)或夹具组件(300)连接，所述套管(221)的侧壁上开设有沿第一方向布置并贯穿于所述套管(221)的通道(222)，所述通道(222)可容置所述软轴(200)进入所述套管(221)内，软轴(200)的第一限位部(210)与套管(221)的端部相抵触而限位。

5.根据权利要求3所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述隔板(121)上具有向所述外轴(120)的内腔凹陷的凹陷部(122)；所述夹具组件(300)的顶部具有与所述凹陷部(122)相符的凸起部(311)，所述凸起部(311)随内轴(110)升降与凹陷部(122)形成有第一工位和第二工位：

所述凸起在第一工位时，所述软轴(200)伸出外轴(120)的外部，所述凸起部(311)与凹陷部(122)相互脱离；

所述凸起在第二工位时，所述软轴(200)回缩进入外轴(120)的内部，所述凸起部(311)与所述凹陷部(122)相互抵触配合。

6.根据权利要求5所述的一种单晶炉的提拉轴，其特征在于，所述夹具组件(300)包括：

配重块(310)，所述配重块(310)连接所述软轴(200)；

夹具(320)，所述夹具(320)连接于所述配重块(310)的底部，所述夹具(320)用于连接籽晶。

7.一种单晶炉的提拉装置，应用于单晶炉中，其特征在于，包括：

提拉轴，所述提拉轴为如权利要求2-6中任意一项所述的提拉轴；

驱动机构，所述驱动机构连接并作用于所述提拉轴，用于驱动所述提拉轴旋转和升降。

8.根据权利要求7所述的一种单晶炉的提拉装置，其特征在于，所述驱动机构包括；

座体，所述座体包括：

第一座，所述第一座固定；

第二座；所述第二座活动连接于所述第二座上，所述第二座具有竖直移动的移动自由度；

第一驱动组件，所述第一驱动组件连接于所述第二座上，并作用于所述外轴(120)上，用于驱动所述外轴(120)旋转，从而带动所述内轴(110)与所述外轴(120)同步旋转；以及

第二驱动组件，所述第二驱动组件包括：

第一驱动件，所述第一驱动件连接于所述第一座上，并作用于所述外轴(120)上，用于驱动所述提拉轴升降；

第二驱动件，所述第二驱动件连接于所述第二座上，并作用于所述内轴(110)上，用于驱动所述内轴(110)独立升降。

9.一种单晶炉，其特征在于，包括：

单晶炉本体；

提拉装置，所述提拉装置为如权利要求7-8中任意一项所述的提拉装置，所述提拉装置位于所述单晶炉本体的顶部，用于竖直向下进入所述单晶炉本体内进行拉晶。

10.一种应用如权利要求7-8任意一项中所述提拉装置的拉晶方法，其特征在于，包括：

夹具(320)上的籽晶与硅液面接触；

提拉轴受驱动机构驱动旋转并向上提拉得到晶棒。

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