一种多段控温晶体生长炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102517624A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102517624A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110423024.4(22)申请日2011.12.16(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人周东祥龚树萍郑志平傅邱云胡云香赵俊刘欢王晶(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人李智(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)C30B13/28(2006.01)C30B35/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称一种多段控温晶体生长炉(57)摘要本发明公开了一种多段控温晶体生长炉，包括炉体，所述炉体上端设有安瓿悬挂装置，所述炉体外部设有炉体隔热层，所述炉体分为上保温区和下保温区，其特征在于，所述炉体上、下保温区之间还设有生长区，所诉生长区包括在所述炉体轴向安置的多个加热单元，相邻加热单元之间设有隔热层。本发明可根据需要调节多段加热单元的温度，获得所需的温度梯度区间及合适的温度梯度，从而实现大尺寸、高质量单晶的生长。CN1025764ACN102517624A权利要求书1/1页1.一种多段控温晶体生长炉，包括炉体，所述炉体上端设有安瓿悬挂装置，所述炉体外部设有炉体隔热层，所述炉体分为上保温区和下保温区，其特征在于，所述炉体上、下保温区之间还设有生长区，所诉生长区包括在所述炉体中部轴向安置的多个加热单元，相邻加热单元之间设有隔热层。2.根据权利要求1所述的多段控温晶体生长炉，其特征在于，所述加热单元包括内置加热棒的环片，所述环片接有热电偶。3.根据权利要求2所述的多段控温晶体生长炉，其特征在于，所述环片采用紫铜、铝、碳化硅中的一种。4.根据权利要求2所述的多段控温晶体生长炉，其特征在于，所述环片的内圈为圆形。5.根据权利要求1所述的多段控温晶体生长炉，其特征在于，所述相邻加热单元之间的隔热层采用氧化铝泡沫砖、硅酸铝纤维、陶瓷纤维中的一种。2CN102517624A说明书1/2页一种多段控温晶体生长炉技术领域[0001]本发明涉及晶体生长领域，具体涉及一种多段控温晶体生长炉，用于熔盐法晶体材料的生长。背景技术[0002]熔盐法是生长晶体的常用方法之一。比如溴化铊(TlBr)材料具有较低的熔点(460℃)，而且其在熔点和室温之间没有破坏性的相变，所以TlBr晶体的生长通常采用熔盐法。在熔盐法生长晶体的过程中，温场的精确控制对晶体生长尤为重要。常用的熔盐法有布里奇曼法、区熔法、温度梯度凝固法等，其中布里奇曼法是使石英安瓿在具有某一固定温度梯度的生长炉中缓缓下降而生长晶体，而区熔法是将装有原料的安瓿固定不动而使加热区移动从而实现晶体的生长。在这两种方法中都需要借助电机进行位置的移动，因而很难保证安瓿在整个生长过程中一直保持在炉膛的中心，从而会导致晶体生长速度不稳定，生长界面也会受到很大的干扰，从而影响最终的晶体质量，另外，由于在绝大多数情况下晶体生长的速率并不等于安瓿或加热器移动的速率，因而这两种方法对生长界面的温度梯度也很难有精确的控制。[0003]温度梯度凝固法是通过精确控制生长炉的降温速率，来实现固-液界面的稳定移动，从而实现晶体的生长，在这种方法中普遍采用的生长设备为单控温或双控温的生长炉，其中单控温生长炉有制作简单、使用方便等优点，但它存在温度梯度范围窄、温度梯度难于控制等缺点；双控温晶体生长炉为两段控温，即采用两个独立的控温仪来分别控制两个加热元件，通过控制两个加热器的加热速率、降温速率和保温温度，来获得合适的炉膛温场和温度梯度，因此，和单温区生长炉相比，容易获得所需的温度梯度，但是在生长大尺寸的晶体方面，单温区及双控温的生长炉的温度梯度范围仍然不能满足应用要求。发明内容[0004]本发明提供一种多段控温晶体生长炉，可以根据需要调节多段加热单元的温度，获得所需的温度梯度区间及合适的温度梯度，从而实现大尺寸、高质量单晶的生长。[0005]一种多段控温晶体生长炉，包括炉体，所述炉体上端设有安瓿悬挂装置1，所述炉体外部设有炉体隔热层5，所述炉体分为上保温区2和下保温区6，其特征在于，所述炉体上、下保温区之间还设有生长区，所诉生长区包括在所述炉体中部轴向安置的多个加热单元4，相邻加热单元之间设有隔热层3。通过控制保温区及生长区各个加热单元温度，满足不同晶体生长所需的特定生长梯度和生长速率的需要。[0006]所述加热单元包括内置加热棒10的环片8，所述环片接有热电偶。[0007]所述环片采用紫铜、铝、碳化硅等中的一种。[0008]所述环片的内圈为圆形，外圈可为圆形、正多边形等等。环片的内径根据不同的晶体生长直径选择。