一种提拉法小型晶体生长装置制造方法及图纸

技术编号:44520924 阅读:2 留言:0更新日期:2025-03-07 13:14
本发明专利技术公开了一种提拉法小型晶体生长装置,采用分体式的第一密封组件和第二密封组件,并将坩埚设置在第二密封组件上,第二密封组件可在第一直线模组的驱动下与第一密封组件对接/分离,通过在第一密封组件外侧套设有加热炉,当第二密封组件与第一密封组件对接后对第一密封组件和第二密封组件进行加热,将坩埚中的晶体物料加热熔化,并且加热炉可在第二直线模组的驱动下沿第一密封组件和第二密封组件的轴向移动,从而在晶体物料生长后向上提拉过程中跟随移动,降低晶体物料周围温度的变化速率,有利于晶体的成长,提高成品率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及晶体生长设备,涉及一种小型晶体生长炉,具体是一种提拉法小型晶体生长装置


技术介绍

1、提拉法是一种常见的人工晶体制备方法,用该方法可以从熔体中提拉生长高质量单晶材料。这种方法已经应用于生长蓝宝石单晶、钇铝石榴石单晶、硅锗单晶、氟化钙单晶等重要的人工晶体材料。提拉法生长晶体相比较其它晶体生长技术,晶体位错密度低,光学均一性高,内部应力低。

2、提拉法的基本原理是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化,在熔体表面接籽晶提拉熔体,在受控条件下,使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的重新排列,随降温逐渐凝固而生长出单晶体。在采用提拉法制备晶体的过程中,晶体生长装置内晶体刚形成的区域温度较高,而靠近籽晶杆入口的区域相对于晶体形成的区域温度较低,由于温度梯度大,籽晶杆提拉晶体时,晶体周围的温度降低较快,晶体容易开裂,不利于晶体的生长,降低了成品率。


技术实现思路

1、为解决
技术介绍
中存在的技术问题,本专利技术提出一种提拉法小型晶体生长装置,设置加热炉在晶体物料生长后向上提拉过程中跟随移动,降低晶体物料周围温度的变化速率,有利于晶体的成长,提高成品率。

2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现:

3、一种提拉法小型晶体生长装置,包括:炉架、沿竖直方向固定安装在炉架上的第一密封组件、位于第一密封组件下方并与第一密封组件相互配合的第二密封组件以及固定安装在第二密封组件内用于盛放晶体物料的坩埚;

4、第二密封组件通过第一直线模组安装在炉架上,以在第一直线模组的驱动下沿竖直方向移动,与第一密封组件对接/分离;

5、第一密封组件外侧套设有加热炉,以在第二密封组件与第一密封组件对接后对第一密封组件和第二密封组件进行加热,将坩埚中的晶体物料加热熔化,加热炉通过第二直线模组安装在炉架上,以在第二直线模组的驱动下沿第一密封组件和第二密封组件的轴向移动,降低晶体物料生长后向上提拉过程中晶体物料周围温度的变化速率。

6、进一步地,第一密封组件包括石英管和连接在石英管底部的第一法兰盘,第二密封组件包括与第一法兰盘适配的第二法兰盘,以使在第二密封组件与第一密封组件对接后,通过螺栓将第二法兰盘与第一法兰盘连接固定。

7、进一步地,石英管与第一法兰盘之间通过密封圈密封连接,第一法兰盘与第二法兰盘之间通过密封垫和卡箍密封连接。

8、进一步地,第二密封组件还包括法兰盖,第二密封组件通过法兰盖与第一直线模组连接,坩埚通过坩埚支撑管固定安装在法兰盖上,坩埚支撑管的高度大于第二密封组件的高度,以使在第二密封组件与第一密封组件对接后,坩埚完全伸入第一密封组件内。

9、进一步地,坩埚支撑管内安装有热电偶,以实时检测坩埚的温度。

10、进一步地,第二密封组件一侧通过第二支管连接进气口,以在第二密封组件与第一密封组件对接后,向第一密封组件和第二密封组件内部充入保护气体,第一密封组件顶部通过第一支管连接出气口,进气口和出气口内均设有电磁阀,以控制进出气平衡,维持恒压状态。

11、进一步地,第一密封组件顶部通过第一支管连接数显防腐真空计,以在向第一密封组件和第二密封组件内部充入保护气体时,实时检测并显示第一密封组件和第二密封组件内的气体压力。

12、进一步地,第一密封组件顶部通过第一支管连接机械式泄压阀,以在第一密封组件和第二密封组件内的气体压力超过预设阈值时进行手动泄压。

13、进一步地,第二密封组件一侧通过第二支管连接抽真空口,以在向第一密封组件和第二密封组件内部充入保护气体前,将第一密封组件和第二密封组件内部的空气抽空。

14、本专利技术的有益效果:本专利技术提供的提拉法小型晶体生长装置,采用分体式的第一密封组件和第二密封组件,并将坩埚设置在第二密封组件上,第二密封组件可在第一直线模组的驱动下与第一密封组件对接/分离,通过在第一密封组件外侧套设有加热炉,当第二密封组件与第一密封组件对接后对第一密封组件和第二密封组件进行加热,将坩埚中的晶体物料加热熔化,并且加热炉可在第二直线模组的驱动下沿第一密封组件和第二密封组件的轴向移动,从而在晶体物料生长后向上提拉过程中跟随移动,降低晶体物料周围温度的变化速率,有利于晶体的成长,提高成品率;通过在第二密封组件一侧设置抽真空口,以将第一密封组件和第二密封组件内部的空气抽空,通过在第一密封组件顶部安装数显防腐真空计,以实时检测并显示第一密封组件和第二密封组件内的气体压力,通过在第二密封组件一侧设置进气口,在第一密封组件顶部设置出气口,以向第一密封组件和第二密封组件内部循环充入保护气体,并在进气口和出气口内设置电磁阀来控制进出气平衡,维持恒压状态。

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【技术保护点】

1.一种提拉法小型晶体生长装置,其特征在于,包括:炉架(1)、沿竖直方向固定安装在炉架(1)上的第一密封组件(2)、位于第一密封组件(2)下方并与第一密封组件(2)相互配合的第二密封组件(3)以及固定安装在第二密封组件(3)内用于盛放晶体物料的坩埚(4);

2.根据权利要求1所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第一密封组件(2)包括石英管(26)和连接在石英管(26)底部的第一法兰盘(21),第二密封组件(3)包括与第一法兰盘(21)适配的第二法兰盘(31),以使在第二密封组件(3)与第一密封组件(2)对接后,通过螺栓将第二法兰盘(31)与第一法兰盘(21)连接固定。

3.根据权利要求2所述的小型晶体生长装置,其特征在于,石英管(26)与第一法兰盘(21)之间通过密封圈密封连接,第一法兰盘(21)与第二法兰盘(31)之间通过密封垫和卡箍密封连接。

4.根据权利要求1所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第二密封组件(3)还包括法兰盖(32),第二密封组件(3)通过法兰盖(32)与第一直线模组(5)连接,坩埚(4)通过坩埚支撑管(41)固定安装在法兰盖(32)上,坩埚支撑管(41)的高度大于第二密封组件(3)的高度,以使在第二密封组件(3)与第一密封组件(2)对接后,坩埚(4)完全伸入第一密封组件(2)内。

5.根据权利要求4所述的小型晶体生长装置,其特征在于,坩埚支撑管(41)内安装有热电偶(42),以实时检测坩埚的温度。

6.根据权利要求1所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第二密封组件(3)一侧通过第二支管(33)连接进气口(34),以在第二密封组件(3)与第一密封组件(2)对接后,向第一密封组件(2)和第二密封组件(3)内部充入保护气体,第一密封组件(2)顶部通过第一支管(22)连接出气口(23),进气口(34)和出气口(23)内均设有电磁阀,以控制进出气平衡,维持恒压状态。

7.根据权利要求6所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第一密封组件(2)顶部通过第一支管(22)连接数显防腐真空计(24),以在向第一密封组件(2)和第二密封组件(3)内部充入保护气体时,实时检测并显示第一密封组件(2)和第二密封组件(3)内的气体压力。

8.根据权利要求7所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第一密封组件(2)顶部通过第一支管(22)连接机械式泄压阀(25),以在第一密封组件(2)和第二密封组件(3)内的气体压力超过预设阈值时进行手动泄压。

9.根据权利要求6所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第二密封组件(3)一侧通过第二支管(33)连接抽真空口(35),以在向第一密封组件(2)和第二密封组件(3)内部充入保护气体前,将第一密封组件(2)和第二密封组件(3)内部的空气抽空。

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【技术特征摘要】

1.一种提拉法小型晶体生长装置,其特征在于,包括:炉架(1)、沿竖直方向固定安装在炉架(1)上的第一密封组件(2)、位于第一密封组件(2)下方并与第一密封组件(2)相互配合的第二密封组件(3)以及固定安装在第二密封组件(3)内用于盛放晶体物料的坩埚(4);

2.根据权利要求1所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第一密封组件(2)包括石英管(26)和连接在石英管(26)底部的第一法兰盘(21),第二密封组件(3)包括与第一法兰盘(21)适配的第二法兰盘(31),以使在第二密封组件(3)与第一密封组件(2)对接后,通过螺栓将第二法兰盘(31)与第一法兰盘(21)连接固定。

3.根据权利要求2所述的小型晶体生长装置,其特征在于,石英管(26)与第一法兰盘(21)之间通过密封圈密封连接,第一法兰盘(21)与第二法兰盘(31)之间通过密封垫和卡箍密封连接。

4.根据权利要求1所述的小型晶体生长装置,其特征在于,第二密封组件(3)还包括法兰盖(32),第二密封组件(3)通过法兰盖(32)与第一直线模组(5)连接,坩埚(4)通过坩埚支撑管(41)固定安装在法兰盖(32)上,坩埚支撑管(41)的高度大于第二密封组件(3)的高度,以使在第二密封组件(3)与第一密封组件(2)对接后,坩埚(4)完全伸入第一密封组件(2)内。

5.根据权利要求4所述的小型晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱沫浥江晓平王伟齐亚芹
申请(专利权)人:合肥科晶材料技术有限公司
类型:新型
国别省市:

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