專利名稱：模塊化設(shè)計多用途晶體生長系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及涉及晶體生長，特別是一種全新的模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著光通訊、激光工業(yè)和LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、需要的各種光功能晶體材料的質(zhì)量和尺寸越來越大。生長大尺寸高質(zhì)量的光功能晶體尤其是高溫氧化物晶體存在著技術(shù)難題，不同晶體材料需要不同的工藝和不同的設(shè)備，其中比較突出的是如何控制好溫度梯度和工藝設(shè)備的特殊性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種解決大尺寸高溫氧化物晶體的研發(fā)和生長困難問題，通過強大的可調(diào)節(jié)設(shè)計來調(diào)節(jié)溫場，方便的得到不同晶體生長所需要的高溫和溫度分布，從而提高了研發(fā)和生產(chǎn)的效率，使晶體尺寸和質(zhì)量得到提高，提高設(shè)備的利用率的模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)。 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn) —種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，其特征在于包括提拉機構(gòu)，生長機構(gòu)、下拉機構(gòu)和真空裝置，提拉機構(gòu)安裝在生長機構(gòu)的上端，在生長機構(gòu)的一側(cè)和真空裝置相連通，底端通過下水冷桿和下拉機構(gòu)相連，在生長機構(gòu)中通過和提拉機構(gòu)、下拉機構(gòu)的連接實現(xiàn)提拉法、溫度梯度法(TGT)、熱交換法(HEM)、熔鹽法、泡生法(Kyropoulos)和坩堝下降法生產(chǎn)晶體，并可以實現(xiàn)頂部籽晶溫度梯度法(TSTGT)生產(chǎn)晶體。 所述的生長機構(gòu)由上掛式保溫罩、坩堝、坩堝托、法蘭座以及外部的爐膛和爐蓋構(gòu)成，法蘭座設(shè)置在上掛式保溫罩的兩側(cè)，在法蘭座上安裝金屬發(fā)熱體，下部安裝環(huán)狀保溫層，在上掛式保溫罩外還包覆有陶瓷絕緣體。 所述坩堝托的底端設(shè)置坩堝托桿用于支撐坩堝，坩堝托桿伸入在下保溫層內(nèi)，和下拉機構(gòu)相連，在所述坩堝的上端開口處放置坩堝蓋，所述坩堝蓋的內(nèi)表面制有不同臺階面，具有可調(diào)梯度。 在所述爐蓋的上端還設(shè)置有小爐蓋，內(nèi)部設(shè)置機械提升機構(gòu)，用于可調(diào)梯度。
在本發(fā)明中提拉機構(gòu)用于晶體的提拉、旋轉(zhuǎn)、稱重和籽晶位置調(diào)節(jié)；爐膛和爐蓋用于實現(xiàn)爐膛冷卻和調(diào)節(jié)梯度；下拉機構(gòu)用于調(diào)節(jié)坩堝位置和熱交換；法蘭座和金屬發(fā)熱體用于加熱和調(diào)節(jié)梯度；環(huán)狀保溫層和保溫罩為帶孔的多層片狀或桶狀保溫材料，實現(xiàn)的是保溫和調(diào)節(jié)梯度；坩堝和坩堝蓋用于原料放置和調(diào)節(jié)梯度；坩堝托和坩堝托桿用于實現(xiàn)的是支撐坩堝和熱交換。 本發(fā)明的進一步方案是通過調(diào)節(jié)梯度和去掉下拉機構(gòu)，可以模擬出TSTGT、頂部籽晶熔鹽法和泡生法。 通過調(diào)節(jié)梯度，可以模擬出CZ法、TSTGT、頂部籽晶熔鹽法和泡生法。
通過調(diào)節(jié)梯度和去掉提拉機構(gòu)，可以模擬出坩堝下降、TGT和HEM。
本發(fā)明的有益效果是通過調(diào)節(jié)梯度來調(diào)節(jié)溫場，可以方便的得到不同晶體生長所需要的高溫和溫度分布，從而提高了研發(fā)和生產(chǎn)的效率，使晶體尺寸和質(zhì)量得到提高，提高設(shè)備的利用率。


圖1為本發(fā)明模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為TSTGT、頂部籽晶熔鹽法和泡生法生長結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為CZ法、TSTGT、頂部籽晶熔鹽法和泡生法生長結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為坩堝下降、TGT和HEM生長結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。 如圖1所示，一種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，包括提拉機構(gòu)l，生長機構(gòu)2、下拉機構(gòu)3和真空裝置4，提拉機構(gòu)1安裝在生長機構(gòu)2的上端，在生長機構(gòu)2的一側(cè)和真空裝置4相連通，底端通過下水冷桿31和下拉機構(gòu)3相連，在生長機構(gòu)2中和提拉機構(gòu)1、下拉機構(gòu)3的連接實現(xiàn)提拉法、溫度梯度法(TGT)、熱交換法(HEM)、熔鹽法、泡生法(Kyropoulos)和坩堝下降法生產(chǎn)晶體，并可以實現(xiàn)頂部籽晶溫度梯度法(TSTGT)生產(chǎn)晶體。其中生長機構(gòu)2由上掛式保溫罩21、坩堝22、坩堝托23、法蘭座24以及外部的爐膛25和爐蓋26構(gòu)成，法蘭座24安裝在上掛式保溫罩21的兩側(cè)，在法蘭座24上安裝金屬發(fā)熱體27，下部安裝環(huán)狀保溫層28，在上掛式保溫罩21外還包覆有陶瓷絕緣體。其中坩堝托23的底端連接坩堝托桿29用于支撐坩堝22，坩堝托桿29伸入在下保溫層28'內(nèi)，和下拉機構(gòu)3相連，在坩堝22的上端開口處放置坩堝蓋22'，坩堝蓋22'的內(nèi)表面制有不同臺階面，具有可調(diào)梯度。在爐蓋26的上端還安裝小爐蓋26'，內(nèi)部設(shè)置機械提升機構(gòu)，用于可調(diào)梯度。
如圖2所示，去掉下拉機構(gòu)3，通過調(diào)節(jié)梯度，可以模擬出TSTGT、頂部籽晶熔鹽法和泡生法。 一種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，包括提拉機構(gòu)1，生長機構(gòu)2、真空裝置4，提拉機構(gòu)1安裝在生長機構(gòu)2的上端，在生長機構(gòu)2的一側(cè)和真空裝置4相連通，在生長機構(gòu)2中和提拉機構(gòu)1連接，其中生長機構(gòu)2由上掛式保溫罩21、坩堝22、坩堝托23、法蘭座24以及外部的爐膛25和爐蓋26構(gòu)成，法蘭座24安裝在上掛式保溫罩21的兩側(cè)，在法蘭座24上安裝金屬發(fā)熱體27，下部安裝環(huán)狀保溫層28，在上掛式保溫罩21外還包覆有陶瓷絕緣體。其中坩堝托23的底端連接坩堝托桿29用于支撐坩堝22，坩堝托桿29伸入在下保溫層28'內(nèi)，在坩堝22的上端開口處放置坩堝蓋22'，坩堝蓋22'的內(nèi)表面制有不同臺階面，具有可調(diào)梯度。在爐蓋26的上端還安裝小爐蓋26'，內(nèi)部設(shè)置機械提升機構(gòu)，用于可調(diào)梯度。
如圖3所示，通過調(diào)節(jié)梯度，可以模擬出CZ法、TSTGT、頂部籽晶熔鹽法和泡生法。一種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，包括提拉機構(gòu)1 ，生長機構(gòu)2、下拉機構(gòu)3和真空裝置4，提拉機構(gòu)1安裝在生長機構(gòu)2的上端，在生長機構(gòu)2的一側(cè)和真空裝置4相連通，底端通過下水冷桿31和下拉機構(gòu)3相連，在生長機構(gòu)2中和提拉機構(gòu)1、下拉機構(gòu)3的連接。其中生長機構(gòu)2由上掛式保溫罩21、坩堝22、坩堝托23、法蘭座24以及外部的爐膛25和爐蓋26構(gòu)成，法蘭座24安裝在上掛式保溫罩21的兩側(cè)，在法蘭座24上安裝金屬發(fā)熱體27，下部安裝環(huán)狀保溫層28，在上掛式保溫罩21外還包覆有陶瓷絕緣體。其中坩堝托23的底端連接坩 堝托桿29用于支撐坩堝22，坩堝托桿29伸入在下保溫層28'內(nèi)，和下拉機構(gòu)3相連，在坩 堝22的上端開口處放置坩堝蓋22'，坩堝蓋22'的內(nèi)表面制有不同臺階面，具有可調(diào)梯度。 在爐蓋26的上端還安裝小爐蓋26'，內(nèi)部設(shè)置機械提升機構(gòu)，用于可調(diào)梯度。
如圖4所示，去掉提拉機構(gòu)1，通過調(diào)節(jié)梯度，可以模擬出坩堝下降、TGT和HEM。 一 種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，包括生長機構(gòu)2、下拉機構(gòu)3和真空裝置4，在生長機構(gòu)2的 一側(cè)和真空裝置4相連通，底端通過下水冷桿31和下拉機構(gòu)3相連，在生長機構(gòu)2中和下 拉機構(gòu)3的連接。其中生長機構(gòu)2由上掛式保溫罩21、坩堝22、坩堝托23、法蘭座24以及 外部的爐膛25和爐蓋26構(gòu)成，法蘭座24安裝在上掛式保溫罩21的兩側(cè)，在法蘭座24上 安裝金屬發(fā)熱體27，下部安裝環(huán)狀保溫層28，在上掛式保溫罩21外還包覆有陶瓷絕緣體。 其中坩堝托23的底端連接坩堝托桿29用于支撐坩堝22，坩堝托桿29伸入在下保溫層28' 內(nèi)，和下拉機構(gòu)3相連，在坩堝22的上端開口處放置坩堝蓋22'，坩堝蓋22'的內(nèi)表面制有 不同臺階面，具有可調(diào)梯度。在爐蓋26的上端還安裝小爐蓋26'，內(nèi)部設(shè)置機械提升機構(gòu)， 用于可調(diào)梯度。 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
一種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，其特征在于包括提拉機構(gòu)，生長機構(gòu)、下拉機構(gòu)和真空裝置，提拉機構(gòu)安裝在生長機構(gòu)的上端，在生長機構(gòu)的一側(cè)和真空裝置相連通，底端通過下水冷桿和下拉機構(gòu)相連，在生長機構(gòu)中通過和提拉機構(gòu)、下拉機構(gòu)的連接實現(xiàn)提拉法、溫度梯度法、熱交換法、熔鹽法、泡生法和坩堝下降法生產(chǎn)晶體，并可以實現(xiàn)頂部籽晶溫度梯度法生產(chǎn)晶體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，其特征在于所述的生長機構(gòu)由上掛式保溫罩、坩堝、坩堝托、法蘭座以及外部的爐膛和爐蓋構(gòu)成，法蘭座設(shè)置在上掛式保溫罩的兩側(cè)，在法蘭座上安裝金屬發(fā)熱體，下部安裝環(huán)狀保溫層，在上掛式保溫罩外還包覆有陶瓷絕緣體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，其特征在于所述坩堝托的底端設(shè)置坩堝托桿用于支撐坩堝，坩堝托桿伸入在下保溫層內(nèi)，和下拉機構(gòu)相連，在所述坩堝的上端開口處放置坩堝蓋，所述坩堝蓋的內(nèi)表面制有不同臺階面，具有可調(diào)梯度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，其特征在于所述爐蓋的上端還設(shè)置有小爐蓋，內(nèi)部設(shè)置機械提升機構(gòu)，用于可調(diào)梯度。
全文摘要
一種模塊化多用途晶體生長系統(tǒng)，涉及晶體生長，其特征在于包括提拉機構(gòu)，生長機構(gòu)、下拉機構(gòu)和真空裝置，提拉機構(gòu)安裝在生長機構(gòu)的上端，在生長機構(gòu)的一側(cè)和真空裝置相連通，底端通過下水冷桿和下拉機構(gòu)相連，在生長機構(gòu)中通過和提拉機構(gòu)、下拉機構(gòu)的連接實現(xiàn)提拉法、溫度梯度法(TGT)、熱交換法(HEM)、熔鹽法、泡生法(Kyropoulos)和坩堝下降法生產(chǎn)晶體，并可以實現(xiàn)頂部籽晶溫度梯度法(TSTGT)生產(chǎn)晶體。有益效果是通過調(diào)節(jié)梯度來調(diào)節(jié)溫場，可以方便的得到不同晶體生長所需要的高溫和溫度分布，從而提高了研發(fā)和生產(chǎn)的效率，使晶體尺寸和質(zhì)量得到提高，提高設(shè)備的利用率。
文檔編號C30B35/00GK101760781SQ20091019635
公開日2010年6月30日 申請日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者黃小衛(wèi) 申請人:上海元亮光電科技有限公司