一种坩埚下降法单晶生长炉及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102127804A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102127804A(43)申请公布日2011.07.20(21)申请号201110054634.1(22)申请日2011.03.08(71)申请人中国科学院上海硅酸盐研究所地址200050上海市长宁区定西路1295号(72)发明人李红军胡克艳徐军郭鑫苏良碧陈伟超钱小波唐慧丽(74)专利代理机构上海海颂知识产权代理事务所(普通合伙)31258代理人何葆芳(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种坩埚下降法单晶生长炉及其应用(57)摘要本发明公开了一种坩埚下降法单晶生长炉，包括设有密闭腔体的炉体、坩埚和垂直移动机构，所述炉体的炉底板以及炉底板内侧的保温层上开有中心孔，中心孔与密闭腔体贯通，所述垂直移动机构穿过中心孔并沿炉体的中心轴上下移动；所述垂直移动机构与炉体密闭连接时，其伸入密闭腔体的一端位于密闭腔体的上端并与坩埚连接固定。采用本发明的坩埚下降法单晶生长炉，可有效避免坩埚进出料时对保温层和发热体的触动，消除炉体的温场不稳定因素，提高单晶生长炉的可靠性，延长其使用寿命，有效提高晶体生长的稳定性、可靠性和重复性，及降低晶体的生长成本，可以适用于多种晶体的生长。CN102784ACCNN110212780402127810A权利要求书1/1页1.一种坩埚下降法单晶生长炉，包括设有密闭腔体的炉体，密闭腔体内设有坩埚，其特征在于：还包括垂直移动机构，所述炉体的炉底板以及炉底板内侧的保温层上开有中心孔，中心孔与密闭腔体贯通，所述垂直移动机构穿过中心孔并沿炉体的中心轴上下移动；所述垂直移动机构与炉体密闭连接时，其伸入密闭腔体的一端位于密闭腔体的上端并与坩埚连接固定。2.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生长炉，其特征在于：所述单晶生长炉还包括联接管，所述联接管设于炉体的外侧并与炉体的下端相连通。3.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生长炉，其特征在于：所述垂直移动机构包括下炉盖、炉盖保温层、支撑棒、坩埚架以及升降机，所述炉盖保温层设于下炉盖上方并与其连接固定，所述炉盖保温层的形状与中心孔的形状相匹配，所述下炉盖的直径大于炉盖保温层的直径；所述支撑棒垂直穿过下炉盖以及炉盖保温层并与它们连接固定，所述坩埚架设于支撑棒的上方并与其连接固定；所述升降机设于支撑棒的下方并与其连接固定。4.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生长炉，其特征在于：所述炉体自上而下包括上炉盖、上炉膛以及下炉膛，所述上炉盖以及上炉膛、上炉膛以及下炉膛、下炉膛以及炉底板之间均采用分体结构密闭连接。5.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生长炉，其特征在于：所述炉体采用中空结构，中空结构内部通冷却水。6.根据权利要求1所述的坩埚下降法单晶生长炉，其特征在于：所述炉体采用不锈钢板。7.根据权利要求6所述的坩埚下降法单晶生长炉，其特征在于：所述不锈钢板的厚度为10mm。8.一种权利要求1所述的坩埚下降法单晶生长炉的应用，其特征在于：用于蓝宝石、钛宝石、YAG系列激光晶体或闪烁晶体的生长。2CCNN110212780402127810A说明书1/3页一种坩埚下降法单晶生长炉及其应用技术领域[0001]本发明涉及晶体的生长技术领域，更具体地说，是涉及一种坩埚下降法单晶生长炉及其应用。背景技术[0002]晶体材料在现代技术材料领域尤其是在新能源、光电技术以及微电子等领域都具有着至关重要的作用，而晶体的生长质量以及成本等已经成为其规模发展和应用的制约因素。晶体的生长技术主要采用提拉法，泡生法、温度梯度法、导模法、热交换法以及坩埚下降法等，综合上述各种晶体的生长技术，坩埚下降法具有温场稳定，易于控制等优势，采用坩埚下降法生长出的晶体内应力小，在加工过程中不易出现应力释放型碎裂，晶体外形还可以控制，使得晶体的利用效率高，这样就利于加工成本的减低。特别是在温场稳定时，采用坩埚下降法生长的晶体中的位错密度低，故此，坩埚下降法已经成为一种常用的晶体生长技术。但是传统的单晶生长炉仍存在以下不足之处：炉体设计和结构不易于安装和维护，使用不方便；坩埚进出料往往会触碰到炉体内的保温层和发热体，而保温层和发热体经过高温加热后强度会大大降低，经常触动极易损坏，这样不仅会破坏温场的稳定性和工艺的可重复性，还会造成单晶生长炉的正常使用周期变短，平均一个月就要更换一次发热体和内侧保温层，极大地增加了设备成本。发明内容[0003]针对现有技术中存在的坩埚进出料容易触动保温层和发热体，以致炉体的温场不稳定、正常使用周期变短的问题，本发明的目的是提供一种能有效避免坩埚进出料时对保温层和发热体触动的坩埚下降法单晶生长炉及其应用，以提高晶体生长的稳定性、可靠