一种VGF法生长磷化铟单晶石英料管及其夹具的制作方法

一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管及其夹具
技术领域
1.本实用新型涉及一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管及其夹具，属于磷化铟单晶出炉技术领域。


背景技术：

2.vgf法生长磷化铟单晶过程中，需要将石英料管(内封pbn坩埚、磷化铟单晶、石英封帽)放置在单晶炉中或从单晶炉中提取出来，目前放置、提取石英料管的方式是由工人戴上高温手套送进或取出单晶炉，由于石英料管外径较大(90mm以上)，而且与加热炉的内壁缝隙较小约3
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5mm，再加上出炉时石英管温度一般在80摄氏度左右，导致操作不方便，效率较低等问题，且存在烫伤风险；同时需要在石英料管顶部预留较大空间，以便于操作，降低了石英料管的利用率。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管及其夹具，可利用夹具来移动石英料管，使用方便，稳定安全，效率高；且石英料管顶部无需预留过大空间，只要预留设置吊孔的大小即可，提高了石英料管的利用率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管夹具，包括拉杆、连接杆、承接圆盘和销子；连接杆一端与拉杆垂直连接、另一端与承接圆盘的上表面垂直连接；销子包括水平销子和转动销子，水平销子有两根，转动销子有一根以上，水平销子沿径向安装在承接圆盘的侧壁上，转动销子转动连接在承接圆盘的侧壁上，且转动销子向下转动的最大角度为至其长度方向与承接圆盘的径向一致。
6.上述将部分销子设置为转动销子，是为了便于顺利将各销子插入石英料管上对应的吊孔中，使用时，可向将转动销子向连接杆的方向转动，使得两根水平销子顺次插入对应的吊孔，然后再沿承接圆盘的径向稍微移动承接圆盘，使转动销子转动至其长度方向与承接圆盘的径向一致、并插入其对应的吊孔内即可。
7.本技术沿径向指沿承接圆盘的径向，水平销子沿径向安装在承接圆盘的侧壁上，也即水平销子的长度方向与承接圆盘的径向一致。
8.本技术向上转动指向连接杆的方向转动，反之为向下；转动销子向下转动的最大角度为至其长度方向与承接圆盘的径向一致，也即转动销子转动至其长度方向与承接圆盘的径向一致时，就不能继续向下转动了。
9.一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管，包括石英料管、pbn坩埚和石英封帽，石英料管的底部为锥形结构、顶部为敞口结构，pbn坩埚位于石英料管内侧底部，石英封帽位于石英料管内侧的pbn坩埚顶部，且石英封帽周边与石英料管内侧壁缝合在一起；石英封帽上方的石英料管周边设有吊孔，吊孔的数量与水平销子和转动销子的数量和相等、且位置对应；承接圆盘的直径小于石英料管顶部的内径，承接圆盘的半径与任何一根销子的长度之和大
于石英料管的半径，承接圆盘的直径与任何一根销子的长度之和均不大于石英料管的内径；水平销子和转动销子均可活动插入其对应的吊孔内。
10.吊孔的数量与水平销子和转动销子的数量和相等、且位置对应，也即一个吊孔对应一个水平销子或转动销子；承接圆盘的直径小于石英料管顶部的内径，便于将承接圆盘深入石英料管、并将承接圆盘上的销子插入对应的吊孔内；承接圆盘的半径与任何一根销子(水平销子或转动销子)的长度之和都大于石英料管的半径，以确保移动过程中的稳定性；承接圆盘的直径与任何一根销子的长度之和均不大于石英料管的内径，这样可确保销子都能顺利插入或退出对应的吊孔内。
11.利用上述夹具移动上述石英料管时，将转动销子向上转动，以便于两根水平销子分别插入对应的吊孔内，然后沿径向稍微移动承接圆盘，将转动销子转动至其长度方向与承接圆盘的径向一致、并插入其对应的吊孔内，然后通过拉动拉杆实现石英料管的移动。
12.利用上述夹具移动上述石英料管时，容易操作，且石英料管顶部无需预留较大空间，只要预留有吊孔的设置位置即可，提高了石英料管内部空间利用率。
13.为了进一步提高使用的稳定性，水平销子的一端为自由端、另一端为连接端，水平销子的连接端安装在承接圆盘的侧壁上，水平销子的自由端上设有向上的折边，折边的高度和水平销子的直径之和小于吊孔的孔径，这样既能确保水平销子及其折边顺利插入对应的孔内，且在拉动拉杆的过程中，石英料管侧壁被卡在折边和承接圆盘之间，确保了稳定性，退出的时候，将拉杆向下(向石英料管底部的方向)稍微推动，然后将各销子退出对应的吊孔即可。
14.为了方便使用，连接杆长度为石英料管轴向长度的1/3～1/4。
15.为了进一步提高使用的稳定性，连接杆一端与拉杆长度方向的中间位置垂直连接、另一端与承接圆盘的上表面的中心垂直连接。
16.为了对转动销子起到限位作用，上述夹具还包括限位板，限位板与转动连接销子的数量相等、且一一对应，限位板水平连接在承接圆盘侧壁上、且位于其对应的转动连接销子的底部，用于阻挡转动销子转动至其长度方向与承接圆盘的径向一致后继续向下转动；转动销子通过转轴连接在承接圆盘的侧壁上。
17.为了便于使用，上述转动销子向上最大可转动至与连接杆平行的角度，向下最大可转动至与承接圆盘径向一致的角度。向上是指向拉杆的方向转动。
18.为了便于更换，水平销子螺纹连接在承接圆盘的侧壁上。水平销子可有不同长度的多种规格，这个可根据需要更换所需长度的水平销子。
19.为了满足一般稳定性的要求，转动销子有一根或两根。为了提高受力的均匀性，当转动销子有一根时，两根水平销子之间的夹角为120
°
，两根水平销子与转动销子之间的夹角均为120
°
；当转动销子有两根时，两根水平销子之间的夹角为180
°
，两根转动销子之间的夹角为180
°
，任何一根水平销子与任何一根转动销子之间的夹角均为90
°
。
20.本实用新型未提及的技术均参照现有技术。
21.本实用新型vgf法生长磷化铟单晶石英料管夹具，通过夹具结构的设计和石英料管上吊孔的设计，大大降低了石英料管移动的操作难度，提高了操作的安全性；石英料管顶部无需预留较大空间，只要预留吊孔的设置位置即可，提高了石英料管内部空间利用率，可生长更长的磷化铟单晶，从而提高了一炉单晶产出率，进一步降低了企业生产成本。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例1中vgf法生长磷化铟单晶石英料管夹具的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例1中vgf法生长磷化铟单晶石英料管的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例2中vgf法生长磷化铟单晶石英料管夹具的结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例4中限位板的安装位置示意图；
26.图5为本实用新型实施例5中销子沿承接圆盘周边分布的示意图；
27.图中，1为拉杆，2为连接杆，3为承接圆盘，4为水平销子，5为转动销子，51为限位板，6为石英料管，61为吊孔，62为真空封管机机头密封圈位置，7为pbn坩埚，8为石英封帽。
具体实施方式
28.为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
29.本技术“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等方位词为基于附图所示或使用状态时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，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技术的限制。
30.实施例1
31.如图1所示，一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管夹具，包括拉杆、连接杆、承接圆盘和销子；连接杆一端与拉杆长度方向的中间位置垂直连接、另一端与承接圆盘的上表面的中心垂直连接；销子包括水平销子和转动销子，水平销子有两根，转动销子有一根以上，水平销子沿径向安装在承接圆盘的侧壁上，转动销子转动连接在承接圆盘的侧壁上，且转动销子向下转动的最大角度为至其长度方向与承接圆盘的径向一致。
32.如图2所示，一种vgf法生长磷化铟单晶石英料管，包括石英料管、pbn坩埚和石英封帽，石英料管的底部为锥形结构、顶部为敞口结构，pbn坩埚位于石英料管内侧底部，石英封帽位于石英料管内侧的pbn坩埚顶部，且石英封帽周边与石英料管内侧壁缝合在一起；石英封帽上方的石英料管周边设有吊孔，吊孔的数量与水平销子和转动销子的数量和相等、且位置对应；承接圆盘的直径小于石英料管顶部的内径，承接圆盘的半径与任何一根销子的长度之和大于石英料管的半径，承接圆盘的直径与任何一根销子的长度之和均不大于石英料管的内径；水平销子和转动销子均可活动插入其对应的吊孔内。
33.利用上述装置的生产过程如下：
34.1)将处理过的磷化铟原料装入pbn坩埚中；
35.2)将步骤1)所得pbn坩埚放到石英料管中进行抽真空，抽真空时要保证吊孔处于真空封管机机头密封圈内，然后用氢氧焰封焊石英料管和石英封帽，最后将封焊好的石英料管从真空封管机上取下，垂直置于管架上；
36.3)将转动销子向连接杆的方向拨动，然后将两个水平销子水平插在对应的吊孔中，再沿径向稍微移动承接圆盘，将转动销子转动至其长度方向与承接圆盘的径向一致、并插入其对应的吊孔内，最后通过拉杆将石英料管置于单晶炉中，调整承接圆盘的径向位置，是的所有的销子都退出，撤走夹具；
37.4)磷化铟单晶生长结束后，参照步骤3)的方法将夹具上的销子插入对应的吊孔中，然后，最后通过拉杆将石英料管从单晶炉取出。
38.利用上述夹具移动上述石英料管时，容易操作，且石英料管顶部无需预留较大空间，只要预留有吊孔的设置位置即可，提高了石英料管内部空间利用率。
39.实施例2
40.在实施例1的基础上，进一步作了如下改进：为了进一步提高使用的稳定性，水平销子的一端为自由端、另一端为连接端，水平销子的连接端安装在承接圆盘的侧壁上，如图3所示，水平销子的自由端上设有向上的折边，折边的高度和水平销子的直径之和小于吊孔的孔径，这样既能确保水平销子及其折边顺利插入对应的孔内，且在拉动拉杆的过程中，石英料管侧壁被卡在折边和承接圆盘之间，确保了稳定性，退出的时候，将拉杆向下(向石英料管底部的方向)稍微推动，然后将各销子退出对应的吊孔即可。
41.实施例3
42.在实施例1或2的基础上，进一步作了如下改进：连接杆长度为石英料管轴向长度的1/3。
43.实施例4
44.在实施例3的基础上，进一步作了如下改进：如图4所示，为了对转动销子起到限位作用，上述夹具还包括限位板，限位板与转动连接销子的数量相等、且一一对应，限位板水平连接在承接圆盘侧壁上、且位于其对应的转动连接销子的底部；转动销子通过转轴连接在承接圆盘的侧壁上。为了便于使用，上述转动销子向上最大可转动至与连接杆平行的角度，向下最大可转动至与承接圆盘径向一致的角度。向上是指向拉杆的方向转动。
45.实施例5
46.在实施例4的基础上，进一步作了如下改进：为了便于更换，水平销子螺纹连接在承接圆盘的侧壁上。水平销子可有不同长度的多种规格，这个可根据需要更换所需长度的水平销子。
47.实施例6
48.在实施例5的基础上，进一步作了如下改进：转动销子有一根，两根水平销子之间的夹角为120
°
，两根水平销子与转动销子之间的夹角均为120
°
。
49.实施例7
50.在实施例5的基础上，进一步作了如下改进：如图5所示，转动销子有两根，两根水平销子之间的夹角为180
°
，两根转动销子之间的夹角为180
°
，任何一根水平销子与任何一根转动销子之间的夹角均为90
°
。
51.上述各例的vgf法生长磷化铟单晶石英料管夹具，通过夹具结构的设计和石英料管上吊孔的设计，大大降低了石英料管移动的操作难度，提高了操作的安全性；石英料管顶部无需预留较大空间，只要预留有吊孔的设置位置即可，提高了石英料管内部空间利用率，可生长更长的磷化铟单晶，从而提高了一炉单晶产出率，进一步降低了企业生产成本。