一种晶体生长装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112695376A(43)申请公布日2021.04.23(21)申请号202110145355.XC30B15/20(2006.01)(22)申请日2021.02.03(71)申请人中国电子科技集团公司第十三研究所地址050000河北省石家庄市新华区合作路113号(72)发明人史艳磊孙聂枫王书杰刘惠生孙同年付莉杰赵红飞李亚旗邵会民康永张晓丹张鑫姜剑王阳李晓岚薛静(74)专利代理机构石家庄众志华清知识产权事务所(特殊普通合伙)13123代理人聂旭中(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种晶体生长装置(57)摘要一种晶体生长装置，涉及晶体制备领域，尤其涉及使用提拉法制备低应力、低缺陷晶体的装置。包括炉体，置于炉体底部的坩埚及加热保温系统，晶体提拉机构，石英观察窗，所述装置还包括可升降式加热罩机构，包括加热罩体、加热罩支撑部件、设置在加热罩体四周的加热丝、加热罩升降机构。采用本装置，可以降低晶体生长过程中、以及晶体提起后降温过程中晶体内的应力，降低缺陷，避免晶体开裂，同时保持熔体内的温度梯度，保证晶体生长过程稳定，从而保证晶体成品率。CN112695376ACN112695376A权利要求书1/1页1.一种晶体生长装置，包括炉体（19），置于炉体（19）底部的坩埚（18）及加热保温系统，正对坩埚（18）中心的晶体提拉机构，置于炉体（19）侧面的石英观察窗（11），所述加热保温系统包括加热器（7）、坩埚杆（12）、保温套（13），所述晶体提拉机构包括籽晶杆（3），籽晶夹头（2），其特征在于，所述装置还包括可升降式加热罩机构，所述可升降式加热罩机构包括加热罩体（8）、加热罩支撑部件（9）、设置在加热罩体（8）四周的加热丝（14）、加热罩升降机构（10），加热罩体（8）内部设置热偶（21）。2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述加热罩体（8）顶部为圆锥形，下面为圆柱形，采用透明材料，其圆柱形外径小于坩埚（18）的内径。3.根据权利要求1或2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述加热罩体（8）顶部为多层中空结构。4.根据权利要求1或2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶杆（3）穿过所述加热罩体（8），加热罩升降机构（10）驱动可升降式加热罩机构沿籽晶杆（3）上下移动。5.根据权利要求4所述的晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶杆（3）与加热罩体（8）顶部之间缝隙不超过2mm。6.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述可升降式加热罩机构内部还设置气源盒（17）。7.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述气源盒（17）使用气源盒固定销钉（15）定位在加热罩体（8）的内部上端。8.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，设置加热丝（14）的开始位置是从加热罩体（8）底部向上，大于加热罩体（8）长度的1/6处。9.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述加热罩体（8）外围从底部开始设置深度标线。10.根据权利要求9所述的晶体生长装置，其特征在于，可升降式加热罩机构下降后，所述石英观察窗（11）对准设置的标线。2CN112695376A说明书1/4页一种晶体生长装置技术领域[0001]本发明涉及晶体制备领域，尤其涉及使用提拉法制备低应力、低缺陷晶体的装置。背景技术[0002]提拉法是一种从熔体中生长晶体的放法，是半导体晶体、光学晶体等的常见生长方法，该方法具有成品率高、生长速度快、易观察等特点。[0003]提拉法常用单一加热器的生长方式。提拉法因为要将晶体提拉出熔体，尤其是提拉至较高位置时，先提拉出来的部分晶体，会因周边氛围温度较低而降温至较低温度。而晶体生长固液界面处的温度，一直维持在晶体熔点附近，因此，假设晶体中的纵向温度分布是线性分布的，那么晶体中的梯度约等于(T界‑T表)/L，L为晶体生长固液界面到晶体表面的距离，T表为晶体表面温度，T界为晶体生长固液界面处温度（约为该晶体的熔点温度）。在稳态生长过程中，T界约等于晶体的熔点温度，约为固定值。而降低晶体温度梯度的主要方式为提高晶体表面温度T表。对提拉出来的晶体进行保温和加热，从而提高晶体表面温度梯度是较为常见的方法。[0004]目前，主流的方式为在坩埚和晶体上方增加保温罩和后加热器的方式，如中国专利申请201810509188.0披露了提拉法CeAlO3晶体生长装置及其控制方法，其技术方案是设置了两组固定的加热机构，并且分别对坩埚加热和提拉出来的晶体进行加热，加热器和上方的盖子对整个熔体形成了覆盖。但此种方式尽管在一定程度上对晶体起到保温作用，但在实际应用中存在着较大的缺陷。首先，加热器和上