晶体生长设备的制作方法

1.本发明涉及晶体制备技术领域，尤其涉及一种晶体生长设备。


背景技术：

2.在光伏产业、半导体产业中，人造晶体是常用的原材料。例如目前led衬底中广泛使用由泡生法、提拉法或者各种改良泡生法制得的蓝宝石基板，制备所需晶体包括切断籽晶与晶棒的步骤。
3.目前普遍采用借助切晶工具的人工切割籽晶方式来完成，需要打开晶体炉然后由人员爬至炉体上方，将手臂和切晶工具伸入炉体内之后执行切晶动作。传统的切晶方式存在人员被晶体炉内余热炙烤受伤、切晶工具不慎掉入晶体炉内、晶体炉炉盖开启不便等不利影响，晶体炉开启后处于悬吊状态的炉盖还具有高空坠落的风险，人员作业时的安全隐患巨大。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提供一种晶体生长设备，能够在晶体炉外执行并完成截断籽晶，无需在人员手臂伸入晶体炉内或者将截断装置送入晶体炉内的情况下截断籽晶以分离籽晶与晶棒。
5.本发明提供的晶体生长设备包括晶体炉以及提拉单元，提拉单元能够在到达晶体炉外与伸入晶体炉之间切换，晶体生长设备还包括可拆卸连接至晶体炉的密封件；密封件在提拉单元伸入晶体炉时密封连接晶体炉，并与晶体炉密封包围提拉单元，及密封件在提拉单元到达晶体炉外时与晶体炉分离，以允许截断籽晶。
6.在晶体炉内执行截断操作无需将籽晶提拉至晶体炉外，提拉单元与晶体炉之间可以始终保持密封配合，从而确保晶体炉内的密封不受干扰，防止晶体生长和晶体质量受影响。作为对比，本发明克服了当前制约在晶体炉外截断籽晶的痛点，该痛点即为：在晶体炉外截断籽晶意味着要将至少部分籽晶提拉至伸出晶体炉，这会影响提拉单元和晶体炉之间的密封配合。
7.在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括压力锁紧单元，密封件连接晶体炉时压力锁紧单元抵接于密封件，以使密封件与晶体炉形成固定密封配合。
8.如此设置，压力锁紧单元可以使密封件与晶体炉之间形成可靠且足够的接触压力，消除二者间的漏气空隙，充分确保在晶体生长阶段中晶体炉内密封良好。
9.在其中一个实施方式中，密封件包括密封对接部，压力锁紧单元具有锁固状态以及释放状态，压力锁紧单元在锁固状态时抵持固定密封对接部于晶体炉，及在释放状态时脱离密封对接部以允许密封件脱离晶体炉。
10.如此设置，密封对接部为压力锁紧单元提供了施加压力的力作用部位，以使密封件与晶体炉之间的接触压力稳定维持而不会出现波动。
11.在其中一个实施方式中，压力锁紧单元的数量为多个，多个压力锁紧单元呈放射
状围绕密封对接部布设。
12.如此设置，密封对接部上各个位置均能被压力锁紧单元施加压力从而密封贴合晶体炉，进一步提高了密封件对晶体炉的密封效果。
13.在其中一个实施方式中，密封件还包括中空管筒，密封对接部连接于中空管筒的端部，且沿中空管筒的端部开口边缘连续延伸形成中空闭环结构，晶体炉开设有供提拉单元伸入和伸出晶体炉的提拉开口，提拉开口的边缘与密封对接部形成可拆卸嵌合，并且具有相适配的锥度；及/或，密封对接部相对凸出于中空管筒的外周壁。
14.如此设置，密封对接部与提拉开口边缘能够互相导向，以使二者间的配合接触严密，可以防止二者出现相对位置偏差而造成局部密封性不足；压力锁紧单元可以通过抵持密封对接部背离晶体炉的一侧，向密封对接部施加指向晶体炉的轴向压力或者轴向压力分力，进一步提高了密封对接部与晶体炉之间的固定连接可靠性，消除了密封对接部意外脱离晶体炉的可能。
15.在其中一个实施方式中，压力锁紧单元包括自锁连杆组件以及锁紧驱动组件，自锁连杆组件包括安装于晶体炉的座体、转动连接于座体的压杆以及转动连接于座体的摇杆，摇杆与压杆活动连接，并且与锁紧驱动组件连接。
16.如此设置，自锁连杆组件可以在其处于自锁状态时维持整体结构的稳定性，从而使压杆能够长效稳定地向锁紧件作用恒定大小和恒定方向的压力，避免锁紧件所受的抵持力意外衰减而使晶体炉内的密封性受到影响。
17.在其中一个实施方式中，锁紧驱动组件包括安装于晶体炉的锁紧动力源、连接锁紧动力源的凸轮以及连接摇杆的传动杆，传动杆与凸轮的轮缘滑动连接。
18.如此设置，凸轮和传动杆相配合，能够获得更高精度和灵敏度的传动效果，从而控制自锁连杆组件以更高的精度和灵敏度活动，此外由凸轮和传动杆驱动自锁连杆组件可以减少锁紧动力源的动力损失，传动效率更高，因此可以采用额定负载更小的锁紧动力源。
19.在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括升降单元，升降单元被配置为能够相对晶体炉升降活动，提拉单元与密封件连接于升降单元。
20.如此设置，升降单元在驱动提拉单元伸入或者伸出晶体炉的同时还可以带动密封件靠近晶体炉以连接至晶体炉，或者脱离并远离晶体炉以便截断装置执行截断动作。
21.在其中一个实施方式中，密封件具有连通自身两端的贯通腔，密封件的一端与升降单元固定连接形成密封配合，密封件的另一端与晶体炉可拆卸连接，提拉单元伸出晶体炉的部分位于贯通腔内。
22.如此设置，密封件可以容置提拉单元伸出晶体炉的部分，由此在晶体生长阶段，升降单元、密封件与晶体炉三者共同形成了一个与外界隔绝的密封空间，既可以维持晶体炉内的密封性，也更好地兼顾了提拉单元升降动力输入和升降运动控制的结构布置需要。
23.在其中一个实施方式中，密封件包括用于形成贯通腔的波纹管，还包括连接于波纹管两端的第一密封对接部与第二密封对接部，波纹管具有沿自身轴向伸缩的形变自由度，第一密封对接部与升降单元固定连接形成密封配合，第二密封对接部与晶体炉可拆卸连接。
24.如此设置，第二密封对接部所受的压力解除并被释放后，可以通过密封件的收缩形变带动第二密封对接部快速脱离并远离晶体炉，从而实现密封件高效露出籽晶和避让截
断装置截断籽晶，无需人员参与，提高了晶体制备作业的连贯性和自动化程度。
25.在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括气流生成单元以及气流输送单元，气流输送单元连接且连通气流生成单元，并且在相对远离气流生成单元的末端形成气流开口；晶体炉开设有供提拉单元伸入和伸出晶体炉的提拉开口，气流开口朝向晶体炉开设有提拉开口的一侧；及/或，气流开口朝向提拉单元用于连接籽晶的部分。
26.如此设置，籽晶在晶体炉外截断后产生的碎屑，以及外界粉尘杂质可以被气流输送单元中的气流带走，不会堆积在晶体炉、提拉单元或者密封件上，由此可以确保密封件和晶体炉在下次连接时仍能形成良好的密封配合，防止晶体碎屑或者外界杂质占据在密封件和晶体炉之间以形成漏气空隙。
27.在其中一个实施方式中，气流生成单元包括负压生成组件，气流输送单元包括杂质吸收组件，杂质吸收组件连接且连通负压生成组件，气流开口包括开设于杂质吸收组件相对远离负压生成组件末端的杂质吸入开口。
28.如此设置，晶体碎屑和外界杂质可以被杂质吸入开口吸入，由此可以减少晶体生长设备所在环境中的杂质和碎屑量，从而降低后续生产过程中继续对碎屑杂质清理收集的工作负荷，防止碎屑杂质在晶体生长设备周围扩散漂浮。
29.在其中一个实施方式中，杂质吸入开口包括开口方向互成角度的侧向吸入口以及俯向吸入口，侧向吸入口朝向提拉单元用于连接籽晶的部分，俯向吸入口朝向晶体炉开设有提拉开口的一侧。
30.如此设置，只需要杂质吸收组件即可同时吸取迸射到提拉单元表面以及散落在提拉开口周围的碎屑和杂质，清理吸收效率更高，降低了气流输送单元的结构复杂性和布置成本。
31.在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括升降单元，升降单元被配置为能够相对晶体炉升降活动，提拉单元与密封件连接于升降单元；晶体生长设备还包括安装于升降单元的侧吸调节组件，侧吸调节组件连接杂质吸收组件，用于驱动杂质吸收组件相对升降单元升降活动，并使杂质吸收组件与晶体炉相对固定。
32.如此设置，杂质吸收组件在维持相对晶体炉固定，以清理吸取提拉开口周围的碎屑杂质的同时，还能够相对提拉单元活动以清理吸收提拉单元上不同部位的碎屑杂质，因此能够获得更加充分彻底的清理吸收效果。
33.在其中一个实施方式中，晶体炉包括炉盖，炉盖的内壁包括朝向晶体炉底部凸出的内凸壁，炉盖的外壁包括朝向晶体炉底部凹陷的沉降壁，炉盖还开设有贯通内凸壁与沉降壁的提拉开口，以供提拉单元伸入和伸出晶体炉。
34.如此设置，籽晶的长度尺寸可以被控制得更短，有利于减少晶体炉内原材料的浪费损耗，并且在执行晶体炉外截断籽晶作业时，籽晶和晶棒上升运动的行程范围也可以被控制得更短，提拉单元可以在更短的时间内将籽晶提拉出晶体炉，可以加快籽晶提升和截断作业的进程。
35.与现有技术相比，本发明提供的晶体截断方法及晶体生长设备至少具有以下有益效果：1)人员无需将手臂伸入晶体炉内，因此可以消除人员被晶体炉内余热炙烤受伤或者切晶工具不慎掉入晶体炉内的事故风险；
2)当使用截断装置以机械截断取代人工截断时，截断装置在晶体炉外不容易被余热炙烤而损坏，由此可以提高截断装置的可靠性和耐用性；3)密封件与晶体炉之间可以在不同的晶体制备工艺阶段根据需要形成密封连接，或者分离，由此兼顾了在晶体生长阶段中维持晶体炉内良好的密封性的需求。在晶体生长阶段中，提拉单元在晶体炉内，密封件与晶体炉共同形成一个与外界隔绝的密闭空间，阻断内部气体向外逸散并阻隔外界气体入侵晶体炉，以便获得更高质量的晶体；4)基于晶体生长工艺，当晶棒生长完成后，提拉单元恰好处于伸出晶体炉的状态，因此本发明无需令提拉单元按照传统炉内截断籽晶的工艺要求下降运动，以带动晶棒向下进入坩埚内，只要至少部分籽晶跟随提拉单元伸出晶体炉之后即可利用截断装置将其截断，节约了再度带动籽晶和晶棒下降的时间，因此炉外截断籽晶的耗时更短，过程也更简便。
附图说明
36.图1为本发明一个实施例的晶体生长设备的立体结构示意图；图2为本发明一个实施例的晶体生长设备的部分结构示意图；图3为本发明一个实施例的晶体生长设备的部分结构示意图；图4为图3所示晶体生长设备在a处的局部放大示意图；图5为本发明一个实施例的晶体生长设备在密封件与晶体炉连接形成密封配合时的部分结构示意图；图6为本发明一个实施例的自锁连杆组件的运动解析示意图；图7为本发明一个实施例的液压驱动站的部分结构示意图；图8为本发明一个实施例的晶体生长设备的剖切示意图。
37.附图标记说明：10、晶体炉；11、炉盖；111、提拉开口；112、内凸壁；113、沉降壁；114、密封适配凸环；12、炉体；13、炉腔；14、坩埚；15、炉底；16、炉毡；20、提拉单元；21、上轴杆；22、籽晶连接段；30、密封件；31、中空管筒；321、第一密封对接部；322、第二密封对接部；40、压力锁紧单元；41、自锁连杆组件；411、座体；412、压杆；4121、压力抵持端；413、摇杆；414、连接杆；42、锁紧驱动组件；421、锁紧驱动件；422、凸轮；423、传动杆；50、升降单元；51、升降悬臂；52、晶转驱动件；53、升降导轨；60、气流生成单元；70、气流输送单元；71、杂质吸收组件；711、杂质吸入开口；7111、侧向吸入口；7112、俯向吸入口；72、吹气除杂组件；81、举升单元；811、托举台；8111、对中插块；812、举升轴；8121、对中插槽；82、举升开口；83、升降滑架；84、立柱；85、举升导轨；861、举升密封管；862、第一对接件；863、第二对接件；91、机架；92、侧吸调节组件；93、除杂推移组件；210、籽晶。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
40.本技术提供一种晶体生长设备，该设备是一种可通过泡生法、提拉法、改良泡生法等工艺，利用熔融材料获得人造晶体的工业设施。人造晶体可以是蓝宝石晶体，还可以是其他金属化合物或非金属化合物晶体。利用本技术的晶体生长设备制得的蓝宝石晶体可作为光伏产业或半导体产业，例如制造led显示器衬底。
41.请参阅图1-图2，晶体生长设备包括晶体炉10、提拉单元20以及升降单元50。晶体炉10用于容纳坩埚14和热场，坩埚14用来盛放用于生长晶体的原料，热场用于对坩埚14加热使其中的晶体生长原料熔化。晶体炉10包括中空的炉体12、分别位于炉体12两端开口处的炉底15和炉盖11，炉底15和炉盖11与炉体12的两端开口边缘密封配合，三者共同围设形成炉腔13。炉腔13内还设有围设在坩埚14外围的炉毡16。炉盖11上开设有连通炉腔13的提拉开口111，提拉开口111可供提拉单元20穿设通过以伸入炉腔13。
42.炉体12呈柱筒状，优选为圆柱筒体结构，此时炉体12的轴线沿竖直方向延伸，其两端的开口分别竖直向上开设和竖直向下开设。炉盖11和炉底15沿水平方向延展，提拉开口111此时沿竖直方向贯通炉盖11的外壁和内壁。炉体12也可以是棱柱状的中空筒体结构，只要能够水平承载坩埚14即可。
43.提拉单元20包括固定连接的上轴杆21以及籽晶连接段22，其中上轴杆21相对于晶体炉10的炉底15悬空设置。可选的，上轴杆21与籽晶连接段22均呈圆柱状长杆结构且二者同轴连接，籽晶连接段22固定连接于上轴杆21相对靠近晶体炉10炉底15的一端。籽晶连接段22穿设通过提拉开口111之后至少部分地伸入晶体炉10内。上轴杆21既可以部分地伸入晶体炉10内，也可以不伸入晶体炉10内，还可以通过运动以在不同时间段内部分伸入或退出晶体炉10。在炉体12轴线沿竖直方向延伸的情况下，提拉单元20的轴线可以沿竖直方向延伸，并能够沿自身轴线上升或下降运动。晶体生长完成后，形成了固定连接的晶棒和籽晶210，籽晶210同轴地固定连接在籽晶连接段22，晶棒位于籽晶210下端并且位于晶体炉10内。
44.升降单元50用于连接提拉单元20并对提拉单元20施加驱动力，包括相对于晶体炉10炉盖11悬空设置并且可以相对晶体炉10升降活动的升降悬臂51、与升降悬臂51滑动配合的升降导轨53，此外还包括与提拉单元20驱动连接的晶转驱动件52，晶转驱动件52可以设置在升降悬臂51。升降单元50输出至提拉单元20的驱动力包括驱动提拉单元20上升或下降运动的升降驱动力、驱动提拉单元20绕上轴杆21轴线转动的周转驱动力，升降驱动力由升降悬臂51相对升降导轨53滑动以带动提拉单元20获得，周转驱动力由晶转驱动件52提供。可选的，升降导轨53为直线导轨，在炉体12轴线沿竖直方向延伸的情况下，升降导轨53沿竖
直方向延伸。
45.在升降悬臂51的带动下，提拉单元20能够通过升降运动改变提拉单元20伸入晶体炉10内的长度。具体地，提拉单元20能够在到达晶体炉10外和至少部分伸入晶体炉10内两种状态之间切换。当提拉单元20到达晶体炉10外时，籽晶连接段22相对靠近炉底15的端部至少不低于提拉开口111在炉盖11外壁一侧的开口边缘，上轴杆21则完全伸出晶体炉10。通常籽晶连接段22也会完全伸出晶体炉10且高于提拉开口111在炉盖11外壁一侧的开口边缘，以便利用截断装置将籽晶210截断。截断装置既可以是晶体生长设备中的一部分，也可以是外部独立结构，既可以由自身提供用于截断籽晶210的动力，也可以由人员手动操控活动使用。
46.本发明提供的晶体生长设备还包括密封件30，密封件30与晶体炉10之间形成可拆卸连接。当提拉单元20至少部分伸入晶体炉10，即至少部分籽晶连接段22伸入晶体炉10时，密封件30与晶体炉10形成密封连接，此时密封件30和晶体炉10共同密封包围提拉单元20，使得提拉单元20、坩埚14、炉毡16以及坩埚14内的晶体生长原料都处于同一个密闭空间，该密闭空间由升降悬臂51、密封件30内壁、炉盖11内壁、炉体12内壁和炉底15内壁共同围设形成，并被保护性气体填充，不会和晶体炉10外发生物质交换。当晶体生长完成，需要截断籽晶210以分离籽晶210和晶棒时，先将提拉单元20驱动至到达晶体炉10外，接下来可以将密封件30与晶体炉10分离，以便露出至少部分籽晶连接段22和籽晶210并利用截断装置截断籽晶210。
47.具体地，密封件30包括中空管筒31以及分别连接于中空管筒31两端的第一密封对接部321和第二密封对接部322。第一密封对接部321与第二密封对接部322分别具有连通中空管筒31内腔的第一对接开口和第二对接开口，第一对接开口、第二对接开口与中空管筒31内腔共同形成贯通腔，用于容纳至少部分提拉单元20。第一密封对接部321与升降悬臂51固定连接形成密封配合，第二密封对接部322与晶体炉10可拆卸连接，并且在二者连接时形成固定密封配合。当第二密封对接部322与晶体炉10连接后，位于贯通腔内的提拉单元20部分位于晶体炉10外，而位于贯通腔外的提拉单元20部分位于晶体炉10内，其中包括至少部分籽晶连接段22。
48.为了适应升降单元50相对晶体炉10的升降活动，以使提拉单元20在不同的高度位置时均能够被密封件30和晶体炉10密封包围，中空管筒31优选为具有沿自身轴向可伸缩形变的波纹管。随着升降悬臂51相对靠近或相对远离炉盖11运动，伸出晶体炉10的提拉单元20的长度和伸入晶体炉10内的提拉单元20的长度不断变化，而在提拉单元20的升降运动方向上，第一密封对接部321、波纹管和第二密封对接部322的高度尺寸之和始终与伸出晶体炉10外的提拉单元20的长度保持一致，当提拉单元20切换至到达晶体炉10外，也即包括籽晶连接段22在内的提拉单元20都伸出晶体炉10时，波纹管的长度到达其长度变化范围内的最大值。
49.可选的，波纹管能够发生弹性伸缩形变。当需要截断籽晶210时，只需将第二密封对接部322与晶体炉10分离，波纹管即可弹性收缩并带动第二密封对接部322靠近第一密封对接部321和升降悬臂51活动，以使籽晶连接段22和与之相连接的籽晶210露出从而便于截断装置截断籽晶210，无需采用其他辅助装置或人工操作将波纹管收缩，提高了晶体生长设备的使用便利性。
50.可选的，为了提高密封件30与晶体炉10之间的密封效果，防止出现密封不良或者密封失效，第二密封对接部322与炉盖11形成可拆卸连接。当第二密封对接部322与炉盖11连接时，第二密封对接部322与提拉开口111的边缘形成固定密封配合。选择提拉开口111边缘与第二密封对接部322形成密封连接，可以减少二者密封配合的尺寸或面积，有利于更彻底地消除二者间的空隙。为了进一步优化固定密封效果，炉盖11相对远离炉底15的一侧固设有密封适配凸环114，炉盖11开设有通孔，密封适配凸缘具有连通炉盖11通孔的中空通道，该中空通道与炉盖11通孔形成提拉开口111，密封适配凸缘可以采用软质材料制成，例如橡胶，这样可以确保密封适配凸缘与第二密封对接部322充分接触并形成足够大的接触压力。
51.可选的，第二密封对接部322相对于中空管筒31的外壁面凸出，第二密封对接部322优选沿中空管筒31的径向向外延展，从而与中空管筒31外壁形成台阶夹角。压力锁紧单元40通过压力抵持端4121对第二密封对接部322背离炉盖11的一侧施加压力，使得第二密封对接部322受到来自压力抵持端4121沿中空管筒31轴向的压力，由此可以更好地规避第二密封对接部322意外脱离炉盖11的情形。第一密封对接部321与第二密封对接部322的形状结构相同，此处不再赘述。
52.可选的，在图中未示出的一个实施方式中，第二密封对接部322与提拉开口111边缘中的一者开设有对中槽，另一者固设有对中凸起，对中槽与对中凸起之间形成可拆卸插嵌配合。对中槽的内壁与对中凸起的外壁形状相同，二者形成插嵌配合时相互贴合，对中槽的内壁与对中凸起的外壁的形状可以是以提拉开口111轴线为中心的锥面，由此二者可以产生滑动对中导向的效果，即使第二密封对接部322与提拉开口111在相对运动开始时未能同轴，最终也可以通过对中导向形成同轴，从而确保第二密封对接部322与提拉开口111内壁之间紧密接触。
53.在一些实施方式中，晶体生长设备还包括压力锁紧单元40。当密封件30连接晶体炉10时，压力锁紧单元40抵接密封件30，从而为密封件30与晶体炉10之间的固定密封配合提供额外接触压力，以更好地消除密封件30与晶体炉10之间的空隙，提高二者的固定密封配合效果，同时还可以发挥锁定密封件30的作用。当需要截断籽晶210时，压力锁紧单元40脱离并释放密封件30，此时密封件30解锁从而可以脱离晶体炉10。
54.具体地，压力锁紧单元40通过切换自身形态结构抵接或者释放密封件30，其具有可互换的锁固状态和释放状态。在锁固状态下，压力锁紧单元40抵持第二密封对接部322以使第二密封对接部322固定贴合于晶体炉10炉盖11，在释放状态下，压力锁紧单元40脱离并且解锁第二密封对接部322，之后在波纹管的弹性收缩作用下第二密封对接部322被带动离开炉盖11。
55.可选的，压力锁紧单元40的数量为多个，多个压力锁紧单元40呈放射状围绕第二密封对接部322布置，且优选为呈放射状均匀围绕第二密封对接部322。
56.可选的，压力锁紧单元40包括自锁连杆组件41以及锁紧驱动组件42。自锁连杆组件41可以是肘夹，其中包括安装于炉盖11外壁的座体411、转动连接于座体411的压杆412、转动连接于座体411的摇杆413，分别与压杆412和摇杆413转动连接的连接杆414。压杆412相对远离座体411的一端固设有压力抵持端4121用于抵持第二密封对接部322。锁紧驱动组件42包括锁紧驱动件421、连接于锁紧驱动件421的凸轮422以及与摇杆413转动连接的传动
杆423，传动杆423相对远离摇杆413的一端与凸轮422的轮缘滑动连接。
57.可选的，锁紧驱动件421可以固定安装于炉盖11外壁，也可以安装于炉体12，锁紧驱动件421可选用旋转电机，凸轮422固定安装于旋转电机的输出轴，此外锁紧驱动组件42还包括固定围设凸轮422轮缘的挡边，挡边与凸轮422轮缘之间形成滑槽，传动杆423远离摇杆413的一端滑动设置于滑槽内。
58.压力锁紧单元40的状态切换如图4-图6所示，图4和图5示出了处于锁固状态的压力锁紧单元40，图5示出了压力锁紧单元40固定抵持第二密封对接部322。图4和图5所示的压力锁紧单元40处于自锁固定状态；图6所示运动解析图中，ab连线表示座体411，fcb连线表示压杆412，f表示压力抵持端4121，ade连线表示摇杆413，cd连线表示连接杆414，e表示传动杆423与摇杆413的转动连接点。图6左侧连杆机构表示肘夹处于自锁固定状态，此时传动杆423对摇杆413的力具有带动摇杆413以点a为中心顺时针转动的趋势，这一运动趋势会加强压力抵持端4121对第二密封对接部322的压力作用；图6右侧连杆机构表示肘夹处于释放状态，从自锁固定状态向释放状态切换，传动杆423带动摇杆413以点a为中心逆时针转动。
59.可以理解，在其他实施方式中，压力锁紧单元40还可以采用其他类型的结构，例如可以将自锁连杆组件41替换为可活动的压爪以及固设于压爪末端的压块，由压爪活动控制压块的位置姿态，以使压块抵持第二密封对接部322或者脱离并释放第二密封对接部322；锁紧驱动组件42也可以不设置凸轮422，只要压力锁紧单元40能够在锁固状态时抵持第二密封对接部322，并且在释放状态时脱离第二密封对接部322即可。
60.在其中一个实施方式中，炉盖11内壁包括朝向晶体炉10炉底15凸出的内凸壁112，炉盖11的外壁包括朝向晶体炉10炉底15凹陷的沉降壁113，提拉开口111开设于内凸壁112与沉降壁113之间，并且提拉开口111将二者贯通。因此提拉单元20在提拉籽晶210和晶棒时所需的上升运动位移量更少，籽晶连接段22无需到达炉盖11的外部，只要籽晶连接段22最终停留的位置高于沉降壁113的高度即可，即使部分籽晶210仍位于沉降壁113和炉盖11外侧之间额凹陷区域内也无关要紧，此时截断装置可以部分进入沉降壁113所形成的凹陷区域中完成籽晶210截断。这样设置的好处在于：籽晶210的长度可以被控制得更短，随着籽晶210长度变短，提拉单元20提拉晶体上升的行程更短，由此可以减少晶体生长设备对所在场地的高度要求。
61.在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括气流生成单元60以及气流输送单元70，气流输送单元70连接并且连通气流生成单元60，并且其在相对远离气流生成单元60的末端形成气流开口。气流开口既可以朝向晶体炉10开设，例如朝向提拉开口111开设，也可以朝向提拉单元20开设，例如朝向籽晶连接段22开设。
62.请参阅图3，气流生成单元60包括负压生成组件，气流输送单元70包括连接并且连通负压生成组件的杂质吸收组件71，杂质吸收组件71开设有用于吸入空气的杂质吸入开口711。启动负压生成组件后，截断籽晶210时产生的晶体碎屑以及其他杂质灰尘能够随着气流共同被杂质吸收组件71吸入；此外气流生成单元60还包括正压生成组件，例如鼓风机，气流输送单元70包括连接并且连通正压生成组件的吹气除杂组件72，吹气除杂组件72开设有用于排出气流的气流开口。启动正压生成组件后，截断籽晶210时产生的晶体碎屑以及其他杂质灰尘能够被吹气除杂组件72吹走。
63.可选的，杂质吸收组件71包括一体连接的吸气管以及吸气罩，杂质吸入开口711开设于吸气罩，包括开口方向互成角度的侧向吸入口7111以及俯向吸入口7112，俯向吸入口7112朝向炉盖11，具体是朝向沉降壁113开设，侧向吸入口7111朝向提拉单元20开设，具体是朝向籽晶连接段22开设。当升降悬臂51上升至将籽晶连接段22提拉伸出炉盖11或者沉降壁113后，随着波纹管弹性收缩带动第二对接凸缘离开炉盖11，侧向吸入口7111与俯向吸入口7112分别同时贴合籽晶连接段22与沉降壁113。之所以令侧向吸入口7111朝向籽晶连接段22，是因为在截断籽晶210时，晶体碎屑可能会迸射并附着在籽晶连接段22。
64.可选的，吹气除杂组件72开设有朝向沉降壁113和提拉开口111边缘开设的气流开口。在截断籽晶210后，首先启动正压发生组件运行，令吹气除杂组件72先对炉盖11外侧和提拉开口111边缘吹气以吹散大部分晶体碎屑和杂质，然后再启动负压发生组件，令杂质吸收组件71对炉盖11外侧和籽晶连接段22进一步吸气除杂，消除残余晶体碎屑及杂质。通过这种运行顺序和协同配合，可以使晶体碎屑和杂质被更彻底地清理。
65.及时清理晶体碎屑和杂质，不仅可以提高晶体生长设备的清洁度，更重要的原因在于：可以避免碎屑或杂质在提拉开口111边缘、密封件30内、第二密封对接部322上粘附，消除这些位置的杂质碎屑可以防止密封件30与炉盖11密封配合不良，还可以避免晶体碎屑将提拉开口111边缘或者第二密封对接部322划伤，造成不可修复的划痕，而这些划痕即使在杂质碎屑被清理后也还会为密封件30与晶体炉10之间的密封配合产生隐患，很容易形成漏气空隙。
66.进一步地，晶体生长设备还包括安装于升降单元50的侧吸调节组件92，杂质吸收组件71安装于侧吸调节组件92，并且相对于晶体炉10的炉盖11悬空设置。侧吸调节组件92用于驱动杂质吸收组件71沿上轴杆21的轴线相对于升降单元50升降活动，同时使杂质吸收组件71与晶体炉10保持相对固定。因此在升降悬臂51带动提拉单元20以某个速度升降运动时，侧吸调节组件92能够以相同的速率带动杂质吸收组件71沿相反的方向相对升降悬臂51运动，由此杂质吸收组件71能够沿上轴杆21的轴线相对于提拉单元20升降运动，以使侧向吸入口7111充分吸收提拉单元20侧部的晶体碎屑杂质。
67.可选的，侧吸调节组件92可以安装于升降悬臂51，也可以安装于升降导轨53；晶体炉10上还可以安装除杂推移组件93，除杂推移组件93用于驱动杂质吸收组件71活动，以使侧向吸入口7111被带动至朝向提拉单元20侧部，在晶体碎屑清理完毕后，除杂推移组件93可再次驱动杂质吸收组件71复位，以带动侧向吸入口7111离开提拉单元20侧部。
68.可选的，晶体生长设备还包括用于支撑升降单元50与晶体炉10的机架91，还包括设于机架91背离晶体炉10一侧的液压驱动站以及用于制成坩埚14的举升单元81。请参阅图7-图8，举升单元81包括位于晶体炉10内的托举台811，还包括用于连接托举台811的举升轴812，晶体炉10的炉底15开设有举升开口82以供举升轴812穿设通过从而连接托举台811，坩埚14放置于托举台811上。液压驱动站连接举升轴812，能够驱动举升单元81相对于晶体炉10升降运动，包括设置于机架91背离晶体炉10一侧的立柱84、设置于立柱84的举升导轨85、与举升导轨85滑动配合连接的升降滑架83，举升轴812连接于升降滑架83，液压驱动站通过液压控制系统驱动升降滑架83沿举升导轨85滑动，以带动举升轴812升降活动。
69.进一步地，晶体生长设备还包括套设至少部分举升单元81的举升密封管861、分别连接于举升密封管861两端的第一对接件862和第二对接件863，第一对接件862与炉底15背
离炉盖11一侧的外壁密封连接，第二对接件863与升降滑架83密封连接，由此晶体炉10、举升密封管861、第一对接件862、第二对接件863和升降滑架83共同密封包围举升单元81。可选的，举升密封管861同样可以是具有弹性伸缩能力的波纹管，通过自身弹性伸缩形变以适应炉底15与升降滑架83之间的距离改变。
70.在晶体生长过程中，随着提拉单元20逐步提拉籽晶210和晶棒，液压驱动站也要相应地驱动举升单元81上升运动，以使坩埚14能够追随晶棒运动，消除坩埚14与晶棒之间的悬浮高度，当提拉单元20运动至籽晶连接段22伸出炉盖11，并即将截断籽晶210时，举升单元81也中止运动并维持固定，此时晶棒与坩埚14之间基本不存在间隙。截断籽晶210后，晶棒不会瞬时掉落，而是会被坩埚14托举，由此晶棒不会因下落而砸坏坩埚14。除此之外，在晶体生长截断，举升单元81也可以在液压驱动站的驱动下带动坩埚14在炉体12内进行变速率活动或者在某一高度区间内往复活动，以使坩埚14保持在最适合的温度区域内，以便其中的熔融物质快速生长。
71.可选的，举升轴812与托举台811之间形成固定插接配合，其中一者开设有对中插槽8121，另一者固设有对中插块8111，对中插槽8121的内壁与对中插块8111之间形成了沿举升轴812轴线方向的导向配合，当二者插接固定之后，托举台811与举升轴812保持同轴。请参阅图7-图8，举升轴812朝向晶体炉10炉盖11的一端开设有对中插槽8121，托举台811背离晶体炉10炉盖11的一端固设有向外凸出的对中插块8111，对中插槽8121的内壁与对中插块8111的外壁形状相同，二者均为以举升轴812轴线为中心的锥面。如此设置，举升轴812可以和托举台811之间形成更加稳固的固定配合，二者可以通过静摩擦传递力，从而能够提高举升轴812的负载能力，带动托举台811及其上方的坩埚14和晶棒稳固转动，不容易出现举升轴812和托举台811相对打滑的意外情形。由于举升轴812转动带动坩埚14转动是现有同类产品中已经采用的设置，故本技术不对此详细阐述。
72.以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。