一种用于晶体生长炉的晶体生长方法与流程

本发明涉及一种晶体加工方法，尤其是一种用于晶体生长炉的晶体生长方法。

背景技术：

1、目前现有的晶体生长炉在使用时，为了减少金属坩埚在加热过程中的氧化，需要进行抽真空操作，不仅使得晶体生长过程不能抵近观察，影响工人对晶体生长过程的监控，而且抽真空需要耗费额外的能耗，导致生产成本也相对较高。

技术实现思路

1、发明目的在于：提供一种用于晶体生长炉的晶体生长方法，能够在无需抽真空的条件下实施，便于工人观察生长过程，有些提高晶体生长的可靠性。

2、技术方案：本发明所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，包括如下步骤：

3、步骤1，将铂坩锅装入氧化铝坩锅内，在铂坩锅与氧化铝坩锅之间的空间内装填锆砂，氧化铝坩锅位于晶体生长炉加热线圈中心处，先调整铂坩锅的水平度，再调整铂坩锅与籽晶杆的同心度；

4、步骤2，用吸尘器对铂坩锅内的杂物进行吸净，然后用酒精棉球对铂坩锅内壁进行擦拭，再将称重好的lt多晶料粉装入铂坩锅内；

5、步骤3，将氧化铝内罩、内保温罩以及外保温罩均用吸尘器吸干净，再依次将氧化铝内罩、内保温罩以及外保温罩盖在氧化铝坩锅上方；

6、步骤4，打开晶体生长炉的电频电源，启动升温程序，由加热线圈对铂坩锅进行加热，待lt多晶料粉融化为熔融物料后，再将电频电源降至接种功率值，并恒温保持40～60分钟；

7、步骤5，设定籽晶杆的转速为8～14转/分钟，再将籽晶杆的下端缓慢放下至熔融物料内，进行下种、接种以及熔种；

8、步骤6，按照1.5～3.5mm/小时的提升速度分阶段提升籽晶杆来提拉放肩，当肩部直径扩至预设尺寸后进入快速生长程序；

9、步骤7，进入快速生长程序后，设置提升籽晶杆的提升速度为3.5～3.8mm/小时，当晶体生长至设定长度后结束快速生长程序，停止籽晶杆的旋转驱动，并降低电频电源的功率值实现降温，提升籽晶杆使得晶体提离液面25～35mm，设置加热功率值归零；

10、步骤8，待晶体冷却至室温后取出，并对取出的晶体进行初检、编号、称重、外形测量、颜色检测以及入库操作。

11、进一步的，步骤1中，在调整铂坩锅与籽晶杆的同心度时，使得铂坩锅的锅内壁圆环的中心轴线与籽晶杆的中心轴线偏差在0～8mm之间。

12、进一步的，步骤2中，在用酒精棉球对铂坩锅内壁进行擦拭后，再用吸尘器对铂坩锅内进行再次吸净。

13、进一步的，步骤3中，再将氧化铝内罩、内保温罩以及外保温罩盖在氧化铝坩锅上方时，保证各自的顶部中心孔的孔壁与籽晶杆外壁的距离在2～3.5cm之间。

14、进一步的，步骤4中，加热线圈包括上层加热线圈、中层加热线圈以及下层加热线圈；上层加热线圈用于对铂坩锅的上层位置进行加热；中层加热线圈用于对铂坩锅的中层位置进行加热；下层加热线圈用于对铂坩锅的下层位置进行加热。

15、进一步的，步骤4中，加热线圈对铂坩锅进行加热的具体步骤为：

16、首先，由上层加热线圈、中层加热线圈以及下层加热线圈以相同的第一加热功率对铂坩锅的上层、中层以及下层进行同步加热，使得加热温度达到第一温度值，加热时长为15～20分钟，使得lt多晶料粉融化为熔融物料；

17、然后，设置上层加热线圈的加热功率为第一加热功率的95％，将中层加热线圈以及下层加热线圈的加热功率设置为第一加热功率，加热时长为2～4分钟；

18、然后，设置中层加热线圈的加热功率为第一加热功率的95％，将上层加热线圈以及下层加热线圈的加热功率设置为第一加热功率，加热时长为2～4分钟；

19、然后，设置下层加热线圈的加热功率为第一加热功率的95％，将上层加热线圈以及中层加热线圈的加热功率设置为第一加热功率，加热时长为2～4分钟；

20、最后，将上层加热线圈、中层加热线圈以及下层加热线圈的加热功率设置为第一加热功率，加热时长为1～3分钟。

21、进一步的，步骤5中，籽晶杆的转速设定为10转/分钟，籽晶杆的下端缓慢放下至熔融物料内的深度为8～13mm。

22、进一步的，步骤6中，按照1.5～3.5mm/小时的提升速度分阶段提升籽晶杆来提拉放肩的具体步骤为：

23、首先，设定第一提升阶段的提升速度为3～3.5mm/小时，设定第一提升阶段的提升时长为1.5～2小时，按照设定的提升速度以及提升时长来执行第一提升阶段；

24、然后，在第一提升阶段执行完毕后，设定第二提升阶段的提升速度为2～3mm/小时，设定第二提升阶段的提升时长为1～1.5小时，按照设定的提升速度以及提升时长来执行第二提升阶段；

25、最后，在第二提升阶段执行完毕后，设定第三提升阶段的提升速度为1～1.5mm/小时，设定第三提升阶段的提升时长为0.5～1小时，按照设定的提升速度以及提升时长来执行第三提升阶段。

26、进一步的，步骤7中，设置提升籽晶杆的提升速度设置为3.6mm/小时。

27、进一步的，步骤7中，提升籽晶杆使得晶体提离液面的具体步骤为：

28、首先，设定第一提离阶段的提离速度为2～3mm/小时，设定第一提离阶段的提离时长为2～2.5小时，按照设定的提离速度以及提离时长来执行第一提离阶段；

29、然后，在第一提离阶段执行完毕后，设定第二提离阶段的提离速度为3～5mm/小时，设定第二提离阶段的提离时长为1～1.5小时，按照设定的提离速度以及提离时长来执行第二提离阶段；

30、最后，在第二提离阶段执行完毕后，设定第三提离阶段的提离速度为15～20mm/小时，执行第三提离阶段使得晶体提离液面25～35mm。

31、本发明与现有技术相比，其有益效果是：采用将铂坩锅内置在氧化铝坩锅中来装载lt多晶料粉进行加热，具有较好的耐氧化性能，实现了非真空环境下的晶体生长需求，便于工人随时打开炉门对晶体生长情况进行观察，确保晶体生长可靠进行；通过分阶段提升籽晶杆来提拉放肩，能够使得晶体的肩部具有较好的过渡效果，且使得晶体肩部具有较强的结构强度，保证晶体悬挂生长可靠进行。

技术特征：

1.一种用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤1中，在调整铂坩锅与籽晶杆的同心度时，使得铂坩锅的锅内壁圆环的中心轴线与籽晶杆的中心轴线偏差在0～8mm之间。

3.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤2中，在用酒精棉球对铂坩锅内壁进行擦拭后，再用吸尘器对铂坩锅内进行再次吸净。

4.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤3中，再将氧化铝内罩、内保温罩以及外保温罩盖在氧化铝坩锅上方时，保证各自的顶部中心孔的孔壁与籽晶杆外壁的距离在2～3.5cm之间。

5.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤4中，加热线圈包括上层加热线圈、中层加热线圈以及下层加热线圈；上层加热线圈用于对铂坩锅的上层位置进行加热；中层加热线圈用于对铂坩锅的中层位置进行加热；下层加热线圈用于对铂坩锅的下层位置进行加热。

6.根据权利要求5所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤4中，加热线圈对铂坩锅进行加热的具体步骤为：

7.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤5中，籽晶杆的转速设定为10转/分钟，籽晶杆的下端缓慢放下至熔融物料内的深度为8～13mm。

8.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤6中，按照1.5～3.5mm/小时的提升速度分阶段提升籽晶杆来提拉放肩的具体步骤为：

9.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤7中，设置提升籽晶杆的提升速度设置为3.6mm/小时。

10.根据权利要求1所述的用于晶体生长炉的晶体生长方法，其特征在于，步骤7中，提升籽晶杆使得晶体提离液面的具体步骤为：

技术总结本发明公开了一种用于晶体生长炉的晶体生长方法，步骤包括：铂坩锅位置调整、铂坩锅清理、盖体清理、加热熔融、下种实施、放肩操作、快速生长、提离操作以及后续操作。该晶体生长方法采用将铂坩锅内置在氧化铝坩锅中来装载LT多晶料粉进行加热，具有较好的耐氧化性能，实现了非真空环境下的晶体生长需求，便于工人随时打开炉门对晶体生长情况进行观察，确保晶体生长可靠进行；通过分阶段提升籽晶杆来提拉放肩，能够使得晶体的肩部具有较好的过渡效果，且使得晶体肩部具有较强的结构强度，保证晶体悬挂生长可靠进行。技术研发人员：成志洋受保护的技术使用者：盐城市晶汇电子材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4