一種用于提拉法晶體生長的對流控制裝置和晶體生長爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及提拉法晶體生長領(lǐng)域，尤其涉及一種用于提拉法晶體生長的對流控制裝置和晶體生長爐。
【背景技術(shù)】
[0002]由于晶體生長環(huán)境的特殊性，系統(tǒng)長期工作于高溫、高壓、強電磁場環(huán)境中。常規(guī)的干預(yù)監(jiān)測手段，例如機械臂，氣流反饋，無線射頻信號等裝置無法在晶體生長環(huán)境中正常運轉(zhuǎn)。而且，通常晶體生長溫度很高(1000°c以上)，其必要的保溫系統(tǒng)也處于較高溫度。因此，一旦晶體生長系統(tǒng)開始正常運行，就完全無法對密封于爐腔內(nèi)的保溫罩作出任何調(diào)整。尤其對于生長周期長的大尺寸晶體，單個晶體生長周期近一千小時。期間即使發(fā)現(xiàn)溫度梯度不適宜，也沒有任何調(diào)整手段。因此，工作狀態(tài)下，在爐腔內(nèi)實時調(diào)整溫場對晶體生長具有重要意義。
[0003]如公開號為CN 104514032的中國專利申請公開了一種熱場協(xié)調(diào)控制的提拉法晶體生長爐，請參閱圖1，其為所述提拉法晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖。所述生長爐包括緣外殼24及設(shè)置在絕緣外殼24內(nèi)的生長室23。所述生長室23內(nèi)設(shè)置有坩禍2。所述絕熱外殼24的外部設(shè)置有用于對坩禍2進行加熱的主電磁感應(yīng)線圈5和副電磁感應(yīng)線圈4。所述副電磁感應(yīng)線圈4設(shè)置于主電磁感應(yīng)線圈5的下方，并且主電磁感應(yīng)線圈5和副電池感應(yīng)線圈4之間存在間距。有多根底部進氣管1和多根中部進氣管2平行伸入絕熱外殼24內(nèi)。絕熱外殼24的頂部設(shè)置有氣流出口 3，其作為籽晶桿16的移動通道。通過主電磁感應(yīng)線圈5和副電池感應(yīng)線圈4，能夠精確控制生長爐內(nèi)部的溫度分布，從而根據(jù)需要改變坩禍2局部溫度分布。
[0004]但是，此種裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣，由于需要通過對主電磁感應(yīng)線圈5和副電池感應(yīng)線圈4的參數(shù)調(diào)整進而調(diào)整溫度分布，主電磁感應(yīng)線圈5和副電池感應(yīng)線圈4設(shè)置在絕緣外殼24的外部，熱傳導(dǎo)需要一定的時間，不能實現(xiàn)快速調(diào)整生長爐內(nèi)部的溫度分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提供一種低成本、結(jié)構(gòu)簡單以及操作方便的用于提拉法晶體生長的對流控制裝置。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種用于提拉法晶體生長的對流控制裝置，包括對流控制器、風(fēng)機、輸氣通道和調(diào)壓器;所述對流控制器中心為鏤空結(jié)構(gòu)，其設(shè)置有以對流控制器軸線中心對稱的第一進氣口和第二進氣口；所述風(fēng)機通過輸氣通道分別與第一進氣口和第二進氣口連接;所述調(diào)壓器與風(fēng)機電連接。
[0007]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的對流控制裝置能夠調(diào)整晶體生長爐的保溫裝置內(nèi)的自然對流，進而調(diào)整保溫裝置內(nèi)的溫場。無須修改保溫裝置的原有設(shè)計，直接通過對流控制裝置即可調(diào)整出合適的溫場。在晶體生長過程中可實時調(diào)整溫場，提供最適宜的晶體生長環(huán)境。
[0008]進一步，所述對流控制裝置還包括一氣體過濾單元，其設(shè)置于風(fēng)機的進風(fēng)口。
[0009]進一步，所述對流控制裝置還包括一半導(dǎo)體制冷片，其設(shè)置于風(fēng)機的進氣口。
[0010]進一步，所述對流控制器為耐火材料制成。
[0011 ]進一步，所述對流控制器為氧化錯材料制成。
[0012]進一步，所述輸氣通道為柔性耐火材料制成。
[0013]本發(fā)明還提供了一種用于提拉法晶體生長的晶體生長爐，包括對流控制裝置、保溫裝置、爐殼、籽晶桿、加熱裝置和盛裝晶體材料的容器;所述爐殼為中空殼體，所述保溫裝置設(shè)置于爐殼內(nèi)，所述加熱裝置和盛裝晶體材料的容器設(shè)置于保溫裝置內(nèi)；所述對流控制裝置為上述提及的任意一種對流控制裝置，所述對流控制裝置的對流控制器設(shè)置于爐殼內(nèi)部保溫裝置的上方，所述籽晶桿分別穿過對流控制器和保溫裝置的上方。
[0014]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的晶體生長爐，可以通過對流控制裝置在晶體生長過程中可實時調(diào)整溫場，提供最適宜的晶體生長環(huán)境。
[0015]進一步，所述保溫裝置包括爐體和設(shè)置于爐體內(nèi)部的保溫罩，所述對流控制器的底面與所述保溫罩的頂部平面貼合，并且對流控制器與保溫罩二者的軸相互重合。
[0016]進一步，所述籽晶桿設(shè)置于保溫罩的軸線上。
[0017]進一步，所述風(fēng)機設(shè)置于爐殼內(nèi)，所述調(diào)壓器設(shè)置于爐殼外部，所述調(diào)壓器與風(fēng)機通過設(shè)置于爐殼上的真空航空插頭電連接。
[0018]為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。
【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種熱場協(xié)調(diào)控制的提拉法晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的晶體生長爐的俯視圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的對流控制裝置的對流控制器的主視剖面圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的對流控制裝置的對流控制器的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]請參閱圖2和圖3，其分別是本發(fā)明的晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖和俯視圖。所述晶體生長爐包括對流控制裝置10、保溫裝置20、爐殼30、籽晶桿40、加熱裝置(圖未示)和盛裝晶體材料的容器(圖未示)。
[0025]所述爐殼30為中空殼體。所述保溫裝置20設(shè)置于爐殼30內(nèi)。所述盛裝晶體材料的容器置于保溫裝置20內(nèi)。所述加熱裝置設(shè)置于保溫裝置20內(nèi)，為盛裝晶體材料的容器加熱，使晶體材料熔化。所述籽晶桿40用于提拉和旋轉(zhuǎn)晶體，其穿過保溫裝置20上方，在保溫裝置20內(nèi)上下運動，并且其下端可接觸盛裝晶體材料的容器內(nèi)的晶體材料。在本實施例中，所述籽晶桿40設(shè)置于保溫罩的軸線上。所述對流控制裝置10設(shè)置于保溫裝置20上方。
[0026]所述保溫裝置20包括爐體和設(shè)置于爐體內(nèi)部的保溫罩。所述爐體和保溫罩之間形成一空腔。所述盛裝晶體材料的容器置于該空腔內(nèi)。在本實施例中，所述盛裝晶體材料的容器為i甘禍。
[0027]所述對流控制裝置10包括對流控制器11、風(fēng)機12、輸氣通道13、調(diào)壓器14、氣體過濾單元和半導(dǎo)體制冷片。所述對流控制器11設(shè)置于爐殼30內(nèi)部的保溫罩的上方。所述對流控制器11的底面與所述保溫罩的頂部平面貼合，并且對流控制器11與保溫罩二者的軸相互重合。所述風(fēng)機12設(shè)置于爐殼30內(nèi)，并通過輸氣通道13與對流控制器11連接。所述調(diào)壓器14設(shè)置于爐殼30外部。所述調(diào)壓器14與所述風(fēng)機12通過設(shè)置于爐殼30上的真空航空插頭31實現(xiàn)電連接，通過控制調(diào)壓器14的輸入電壓控制風(fēng)機12出風(fēng)的強弱。所述氣體過濾單元設(shè)置于風(fēng)機12的進風(fēng)口，進而凈化通過風(fēng)機12的氣體。所述半導(dǎo)體制冷片設(shè)置于風(fēng)機12的進氣口，可以增強對流控制器11的冷卻效果。在本實施例中，所述籽晶桿40穿過對流控制器11和保溫裝置20的上方。
[0028]請同時參閱圖4和圖5，其分別是所述對流控制器的主視剖面圖和俯視圖。所述對流控制器11中心為鏤空