專利名稱：一種多坩堝下降法單晶生長爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學晶體生長爐，尤其是涉及一種多坩堝下降法單晶生長爐。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的光學晶體生長方法中，坩堝下降法是其中的主要方法之一。傳統(tǒng)的單晶生長爐采用的是單個坩堝下降生長一支單晶，但是生長效率較低。1999年5月26日公告授權(quán)的94114075.X號中國發(fā)明專利公開了一種用坩堝下降法生長大尺寸、高質(zhì)量、多根同時生長閃爍晶體鎢酸鉛(PWO)的新技術(shù)，可同時生長2根、4根或8根PWO晶體。但是該發(fā)明雖然突破了單個坩堝只能生長一支單晶的限制，卻與原來所有的單晶生長爐一樣仍存在如下局限1、只能用于鎢酸鉛晶體的生長；2、不能滿足規(guī)?；a(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能生長不同晶體并且適用于規(guī)?；a(chǎn)的多坩堝下降法單晶生長爐。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種多坩堝下降法單晶生長爐，包括爐體和升降平臺，所述的爐體內(nèi)設(shè)置有爐膛，所述的升降平臺上沿所述的爐膛設(shè)置有1～15支坩堝套，所述的坩堝套內(nèi)設(shè)置有1～2個坩堝，所述的爐膛包括高溫區(qū)、生長區(qū)和低溫區(qū)，所述的低溫區(qū)的爐膛寬度是所述的高溫區(qū)的爐膛寬度的2倍，所述的低溫區(qū)爐口處設(shè)置有爐口寬度調(diào)節(jié)裝置。
所述的爐口寬度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在所述的低溫區(qū)爐口處的兩塊石棉板，所述的爐體上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述的石棉板上設(shè)置有與所述的導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌槽，所述的石棉板上設(shè)置有同步驅(qū)動機構(gòu)。
所述的爐口寬度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的爐口寬度尺寸與所述的高溫區(qū)的爐膛寬度之比為0.8～2.0。
所述的高溫區(qū)的爐膛寬度為120～150mm。
所述的升降平臺上可以設(shè)置有四維微調(diào)架，所述的坩堝套設(shè)置在所述的四維微調(diào)架上。
所述的坩堝套與所述的坩堝之間填充有氧化鋁粉。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于通過調(diào)節(jié)爐口寬度調(diào)節(jié)裝置可以改變高溫區(qū)和低溫區(qū)爐口寬度的比例，從而調(diào)節(jié)生長區(qū)內(nèi)的溫度梯度，可滿足不同晶體生長對溫度場的要求；每個坩堝套豎直固定在有上下、左右、俯仰、方位微調(diào)的四維調(diào)整架上，可方便調(diào)節(jié)坩堝高低、水平位置和豎直度；而坩堝外用氧化鋁粉填充壓實，可以防止晶體生長過程中坩堝位置變動；本發(fā)明是可同時生長1～30支不同的單晶的下降法晶體生長爐。


圖1為本發(fā)明實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明爐膛橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明四維調(diào)整架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明坩堝與坩堝套的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例一一種多坩堝下降法單晶生長爐，包括采用摩根磚制成的爐體1和升降平臺2，爐體1內(nèi)設(shè)置有爐膛3，爐膛3包括高溫區(qū)31、生長區(qū)33和低溫區(qū)32，爐膛3的參數(shù)為高溫區(qū)31的爐膛高H1＝750mm；低溫區(qū)32的爐膛高H2＝360 mm；生長區(qū)33的爐膛高H3＝60mm；高溫區(qū)31的爐膛寬D1＝120mm；低溫區(qū)32的爐膛寬D2＝160mm，整個爐膛長L＝1250mm，低溫區(qū)32爐口處設(shè)置有兩塊石棉板4，爐體1上設(shè)置有導(dǎo)軌(圖未顯示)，石棉板4上設(shè)置有與導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌槽(圖未顯示)，石棉板4上設(shè)置有同步驅(qū)動機構(gòu)(圖未顯示)可以使兩側(cè)的石棉板4同時開合，將石棉板4的開口寬度D3調(diào)整為150mm，升降平臺2上沿爐膛3設(shè)置有15個四維微調(diào)架5，四維微調(diào)架5上設(shè)置有坩堝套6，每個坩堝套6內(nèi)設(shè)置有2個坩堝7，坩堝套6與坩堝7之間用氧化鋁粉8填充并壓實，兩支熱端為Φ10×1250、冷端為Φ20×450的硅鉬棒作為發(fā)熱體9緊靠爐膛3水平設(shè)置，相鄰坩堝套6(1、3、5、7、9、11、13、15號)內(nèi)分別安裝S型下熱電偶，中間坩堝套6(8號)內(nèi)安排一支上熱電偶，上熱電偶與下熱電偶相距180mm，在爐膛3中央靠近發(fā)熱體9附近安裝控溫熱電偶，在其下方生長區(qū)內(nèi)安裝一支監(jiān)測生長區(qū)溫度的熱電偶，共11支熱電偶監(jiān)控爐內(nèi)各處溫度。
在本實施例設(shè)計容積為30×30×400的矩形鉑坩堝7，坩堝套6尺寸為60×95×250，裝滿原料的坩堝7分別靠近兩發(fā)熱體9，用氧化鋁粉8填充并壓實。將15個裝坩堝7的坩堝套6安放在微調(diào)架5上，并固定在升降平臺2上(見圖5)。
升降平臺2的可調(diào)行程范圍為800mm，用手柄人工調(diào)節(jié)高低，通過離合器轉(zhuǎn)換后，由調(diào)速馬達帶動齒輪下降，改變馬達供電電壓，下降速率每小時0～3mm連續(xù)可調(diào)。
兩支硅鉬棒串聯(lián)后由輸出電流400A的變壓器供電，采用單相調(diào)壓，最大供電電源功率為16千瓦。
晶體生長控制過程如下測溫熱電偶進行冷端補償后，送入廈門宇光溫度巡檢儀并連接到普及型臺式電腦數(shù)據(jù)輸入端，采用廠家提供的軟件可實時顯示各熱電偶的溫度。溫控熱電偶冷端補償后連接到廈門宇光溫度程控制儀后送入計算機，在電腦上編制溫度控制程序后送回到儀表，由溫控儀表執(zhí)行溫度控制程序，溫度檢測和控制精度均為±1℃。在電腦上編制馬達速率控制程序，即可實現(xiàn)對晶體生長過程的全自動控制。包括數(shù)據(jù)表格和曲線均可實時顯示和貯存或輸出。數(shù)據(jù)采樣速率可人工設(shè)定。在晶體生長過程中發(fā)生不正常溫度變化影響晶體生長時，可以在電腦上查出溫度不正常變化的時刻，將程序返回到出問題之前某時刻重新啟動晶體生長程序，可避免溫度不正常造成的晶體報廢。
由此獲得30×30×200的鎢酸鉛單晶。
實施例二其它結(jié)構(gòu)與實施例一相同，不同之處在于高溫區(qū)31的爐膛寬D1＝120mm；低溫區(qū)32的爐膛寬D2＝160mm，石棉板4的開口寬度D3為160mm，用于獲得鍺酸鉍(BGO)晶體。
實施例三其它結(jié)構(gòu)與實施例一相同，不同之處在于高溫區(qū)31的爐膛寬D1＝135mm；低溫區(qū)32的爐膛寬D2＝270mm，石棉板4的開口寬度D3為270mm。
權(quán)利要求
1.一種多坩堝下降法單晶生長爐，包括爐體和升降平臺，所述的爐體內(nèi)設(shè)置有爐膛，所述的升降平臺上沿所述的爐膛設(shè)置有1～15支坩堝套，所述的坩堝套內(nèi)設(shè)置有1～2個坩堝，所述的爐膛包括高溫區(qū)、生長區(qū)和低溫區(qū)，其特征在于所述的低溫區(qū)的爐膛寬度是所述的高溫區(qū)的爐膛寬度的2倍，所述的低溫區(qū)爐口處設(shè)置有爐口寬度調(diào)節(jié)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的多坩堝下降法單晶生長爐，其特征在于所述的爐口寬度調(diào)節(jié)裝置包括設(shè)置在所述的低溫區(qū)爐口處的兩塊石棉板，所述的爐體上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述的石棉板上設(shè)置有與所述的導(dǎo)軌配合的導(dǎo)軌槽，所述的石棉板上設(shè)置有同步驅(qū)動機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的多坩堝下降法單晶生長爐，其特征在于所述的爐口寬度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)的爐口寬度尺寸與所述的高溫區(qū)的爐膛寬度之比為0.8～2.0。
4.如權(quán)利要求1所述的多坩堝下降法單晶生長爐，其特征在于所述的高溫區(qū)的爐膛寬度為120～150mm。
5.如權(quán)利要求1所述的多坩堝下降法單晶生長爐，其特征在于所述的升降平臺上設(shè)置有四維微調(diào)架，所述的坩堝套設(shè)置在所述的四維微調(diào)架上。
6.如權(quán)利要求1所述的多坩堝下降法單晶生長爐，其特征在于所述的坩堝套與所述的坩堝之間填充有氧化鋁粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多坩堝下降法單晶生長爐，包括爐體和升降平臺，爐體內(nèi)設(shè)置有爐膛，升降平臺上沿爐膛設(shè)置有1～15支坩堝套，坩堝套內(nèi)設(shè)置有1～2個坩堝，爐膛包括高溫區(qū)、生長區(qū)和低溫區(qū)，特點是低溫區(qū)的爐膛寬度是高溫區(qū)的爐膛寬度的2倍，低溫區(qū)爐口處設(shè)置有爐口寬度調(diào)節(jié)裝置，優(yōu)點在于通過調(diào)節(jié)爐口寬度調(diào)節(jié)裝置可以改變高溫區(qū)和低溫區(qū)爐口寬度的比例，從而調(diào)節(jié)生長區(qū)內(nèi)的溫度梯度，可滿足不同晶體生長對溫度場的要求，是可同時生長1～30支不同的單晶的下降法晶體生長爐。
文檔編號C30B11/00GK1974882SQ200610154679
公開日2007年6月6日 申請日期2006年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者黃國松, 徐鐵峰, 聶秋華, 戴世勛 申請人:寧波大學