晶体生长装置的制作方法

本申请涉及晶体生长，具体而言，涉及一种晶体生长装置。

背景技术：

1、下降法单晶生长装置在制备大尺寸晶体过程中，需要在装置内形成具有一定温度梯度的温度场，然后将盛装有原料熔体的坩埚缓慢下降，由高温区域向低温区域移动，实现结晶。结晶的温度梯度与结晶质量息息相关，如果温度梯度不合适或出现生长加速度的现象，晶体容易出现包裹体过多、排杂不好等现象。然而，现有的晶体生长装置对温度梯度的控制效果较差，导致晶体生长质量不佳，制备大尺寸晶体难度较高。

2、鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种晶体生长装置，其能够有效地控制晶体生长的温度梯度，提高晶体生长质量，有利于制备大尺寸晶体。

2、本申请的实施例是这样实现的：

3、本申请提供一种晶体生长装置，包括：

4、炉体，炉体形成炉腔，炉体的内侧设置有加热组件；

5、支撑组件，包括载物台与支撑轴，载物台位于炉腔内，用于放置坩埚，支撑轴的一端连接于载物台底部，另一端从炉体的下端伸出炉腔；

6、升降驱动机构，用于驱动炉体和/或支撑组件，以使炉体相对于支撑组件升降；

7、冷却环，设置于炉腔内，冷却环中部形成通孔，用于供载物台和支撑轴穿过，冷却环内部形成供冷媒流动的冷却通道，冷却环通过第一管路和第二管路与炉体的外部连通。

8、在可选的实施方式中，晶体生长装置包括冷源，冷源连接于第一管路。

9、在可选的实施方式中，冷源通过第一管路、第二管路与冷却环形成冷却回路。

10、在可选的实施方式中，冷媒为水，冷源包括冷水机。

11、在可选的实施方式中，加热组件包括第一加热组件和第二加热组件，第一加热组件间隔地设置于第二加热组件上方，冷却环设置于第一加热组件和第二加热组件之间。

12、在可选的实施方式中，炉体内设置有第一保温件，第一保温件凸设于炉腔的内壁，并沿炉腔的周向延伸而形成环状，第一保温件的中部形成供载物台和支撑轴穿过的通孔，第一保温件在竖直方向上位于第一加热组件和第二加热组件之间，冷却环位于第一加热组件的下端，第一保温件位于第二加热组件的上端，冷却环间隔地设置于第一保温件上方。

13、在可选的实施方式中，炉体内设置有第二保温件，第二保温件凸设于炉腔的内壁，并沿炉腔的周向延伸而形成环状，第二保温件的中部形成供载物台和支撑轴穿过的通孔，第二保温件设置于第二加热组件的下方。

14、在可选的实施方式中，第二保温件的通孔的口径可调。

15、在可选的实施方式中，炉体上设置有若干热电偶，用于检测炉腔内的温度。

16、在可选的实施方式中，晶体生长装置还包括旋转驱动机构，旋转驱动机构与支撑轴传动连接，用于驱动支撑轴转动。

17、本申请实施例的有益效果是：

18、本申请提供的晶体生长装置包括炉体、支撑组件、升降驱动机构和冷却环。炉体形成炉腔，炉体的内侧设置有加热组件。支撑组件包括载物台与支撑轴，载物台位于炉腔内，用于放置坩埚，支撑轴的一端连接于载物台底部，另一端从炉体的下端伸出炉腔。升降驱动机构用于驱动炉体和/或支撑组件，以使炉体相对于支撑组件升降。冷却环设置于炉腔内，冷却环中部形成通孔，用于供载物台和支撑轴穿过，冷却环内部形成供冷媒流动的冷却通道，冷却环通过第一管路和第二管路与炉体的外部连通。通过第一管路可向冷却环内通入冷媒，冷媒带走热量后从第二管路送出炉体，因此可以在炉腔内形成具有一定温度梯度的温度场，而控制冷媒的流量则可以对温度梯度进行控制。通过本申请的晶体生长装置，能够有效地对炉腔内温度场进行控制，为晶体生长提供合适的温度梯度，因此能够使结晶的速率不至于过快，而保持在一个合理的区间，有利于杂质排至晶体顶部，保证晶体生长质量。因此，本申请提供的晶体生长装置有利于制备大尺寸晶体。

技术特征：

1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置包括冷源，所述冷源连接于所述第一管路。

3.根据权利要求2所述的晶体生长装置，其特征在于，所述冷源通过所述第一管路、所述第二管路与所述冷却环形成冷却回路。

4.根据权利要求3所述的晶体生长装置，其特征在于，所述冷媒为水，所述冷源包括冷水机。

5.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述加热组件包括第一加热组件和第二加热组件，所述第一加热组件间隔地设置于所述第二加热组件上方，所述冷却环设置于所述第一加热组件和所述第二加热组件之间。

6.根据权利要求5所述的晶体生长装置，其特征在于，所述炉体内设置有第一保温件，所述第一保温件凸设于所述炉腔的内壁，并沿所述炉腔的周向延伸而形成环状，所述第一保温件的中部形成供所述载物台和所述支撑轴穿过的通孔，所述第一保温件在竖直方向上位于所述第一加热组件和第二加热组件之间，所述冷却环位于所述第一加热组件的下端，所述第一保温件位于所述第二加热组件的上端，所述冷却环间隔地设置于所述第一保温件上方。

7.根据权利要求6所述的晶体生长装置，其特征在于，所述炉体内设置有第二保温件，所述第二保温件凸设于所述炉腔的内壁，并沿所述炉腔的周向延伸而形成环状，所述第二保温件的中部形成供所述载物台和所述支撑轴穿过的通孔，所述第二保温件设置于所述第二加热组件的下方。

8.根据权利要求7所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第二保温件的通孔的口径可调。

9.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述炉体上设置有若干热电偶，用于检测所述炉腔内的温度。

10.根据权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长装置还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构与所述支撑轴传动连接，用于驱动所述支撑轴转动。

技术总结本申请公开了一种晶体生长装置，涉及晶体生长技术领域。晶体生长装置包括炉体、支撑组件、升降驱动机构和冷却环。炉体形成炉腔，炉体的内侧设置有加热组件。支撑组件包括载物台与支撑轴，载物台位于炉腔内，用于放置坩埚。升降驱动机构用于驱动炉体和/或支撑组件，以使炉体相对于支撑组件升降。冷却环设置于炉腔内，冷却环内部形成供冷媒流动的冷却通道，冷却环通过第一管路和第二管路与炉体的外部连通。本申请的晶体生长装置，通过冷却环能够有效地对炉腔内温度场进行控制，为晶体生长提供合适的温度梯度，保证晶体生长质量。因此，本申请提供的晶体生长装置有利于制备大尺寸晶体。技术研发人员：郭杰,张彬镜,蔡杰毅,何少东,龚应双,冯添富,林海青,庄击勇,郑燕青受保护的技术使用者：厦门钨业股份有限公司技术研发日：20231018技术公布日：2024/5/29