一种晶体制造炉及晶体制造工艺.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CN108531979A(43)申请公布日2018.09.14(21)申请号201810380251.5(22)申请日2018.04.25(71)申请人上海翌波光电科技股份有限公司地址201801上海市嘉定区马陆镇博学路1288号1幢1层A区(72)发明人杨建春(51)Int.Cl.C30B15/10(2006.01)C30B15/00(2006.01)C30B33/02(2006.01)C30B15/20(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种晶体制造炉及晶体制造工艺(57)摘要本发明公开了一种晶体制造炉及晶体制造工艺，包括坩埚、保温结构、线圈、温度计、冷媒管道和主机；保温结构包裹在坩埚的外侧侧面和外侧底部，线圈缠绕在保温结构的外侧侧面上，温度计与坩埚连接，主机与温度计连接，主机通过温度计获取坩埚的温度；冷媒管道与坩埚连通，冷媒管道的另一端与冷媒罐连接，冷媒罐通过冷媒管道向坩埚输出冷媒气体。本发明的优点和有益效果在于：降低了坩埚热量流失，提高了能源利用率，提高了晶体制造炉的使用寿命，不仅可有效的避免坩埚过快损坏，还将可晶体条集合制成晶体性能达到设计指标的成品晶体；同时，在补氧步骤中，坩埚的温度水平不会使坩埚出现过快损坏的情况；所生产的成品晶体不容易由于升降温开裂。CN108531979ACN108531979A权利要求书1/2页1.一种晶体制造炉，其特征在于，包括坩埚、保温结构、线圈、温度计、冷媒管道和主机；所述保温结构包裹在所述坩埚的外侧侧面和外侧底部，所述线圈缠绕在所述保温结构的外侧侧面上，所述温度计与所述坩埚连接，所述主机与所述温度计连接，所述主机通过所述温度计获取所述坩埚的温度；所述冷媒管道与所述坩埚连通，所述冷媒管道的另一端与冷媒罐连接，所述冷媒罐通过所述冷媒管道向所述坩埚输出冷媒气体。2.根据权利要求1所述的一种晶体制造炉，其特征在于，所述主机与所述线圈连接，所述主机向所述线圈输出交变电流，使所述线圈对所述坩埚进行加热。3.根据权利要求1所述的一种晶体制造炉，其特征在于，所述坩埚为铱金坩埚，所述保温结构由氧化锆制成。4.根据权利要求1所述的一种晶体制造炉，其特征在于，所述冷媒气体包括氧气和惰性气体，所述冷媒管道朝向所述冷媒罐的一端分叉为氧气支管和惰性支管；所述冷媒罐包括用于储存氧气的氧气罐和用于储存惰性气体的惰性罐，所述氧气支管与所述氧气罐连接，所述惰性支管与所述惰性罐连接。5.根据权利要求4所述的一种晶体制造炉，其特征在于，所述氧气支管上安装有氧气阀，所述氧气阀与所述主机连接，所述主机通过所述氧气阀控制所述氧气支管内的氧气的流量。6.根据权利要求4所述的一种晶体制造炉，其特征在于，所述惰性支管上安装有惰性阀，所述惰性阀与所述主机连接，所述主机通过所述惰性阀控制所述惰性支管内的惰性气体的流量。7.根据权利要求6所述的一种晶体制造炉，其特征在于，所述惰性气体为氩气。8.一种晶体制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1.准备步骤：将原料装入坩埚内然后密封坩埚，主机控制惰性阀开启，使惰性罐通过惰性支管和冷媒管道向坩埚内通入惰性气体；主机再向线圈输出电流，使线圈对坩埚进行加热并使原料熔化；S2.晶体引晶步骤：主机通过线圈对坩埚持续加热，并通过开启惰性阀持续的向坩埚内通入惰性气体；熔化后的原料在籽晶周围开始结晶；S3.晶体生长步骤：在晶体引晶之后，在保持发热体恒功率的情形下，持续向坩埚内通入惰性气体，使籽晶周围的结晶开始生长并最终生长为半成品晶体；S4.切割步骤：将半成品晶体取出，利用晶体切割设备对半成品进行切割，使其成为由若干个晶体条组成的晶体条集合，再将该晶体条集合重新放入到坩埚内；S5.补氧步骤：主机通过线圈将坩埚的加热至1500℃±10℃后，主机同时开启氧气阀和惰性阀，使氧气罐通过氧气支管和冷媒管道向坩埚内通入氧气，以弥补晶体在生长过程中所缺乏的氧气；同时，惰性罐通过惰性支管和冷媒管道向坩埚内通入惰性气体，以持续保护坩埚；主机通过温度计获取坩埚的温度，若坩埚的温度超过1510℃时，主机停止向线圈输出的电流以降低坩埚的温度，若坩埚的温度低于1490℃时，主机将向线圈输出的电流，以提高坩埚的温度；S6.降温退火步骤：主机向线圈输出降温电流，使坩埚的温度将持续降低直至达到室2CN108531979A权利要求书2/2页温。9.根据权利要求8所述的一种晶体制造工艺，其特征在于，在补氧步骤中，主机同时开启氧气阀和惰性阀，使氧气支管内氧气流量和惰性支管内惰性气体的流量之比为1:9，进而使得冷媒管道内流动的气体为由氧气和惰性气体组成的混合气体，冷媒管道将混合气体通入坩埚内；晶体条集合将在坩埚内，以1500℃±10℃的温度，混合气