[发明专利]导模法同步生长多条晶体的热场及方法

权利要求书

1.一种导模法同步生长多条晶体的热场，其至少包括加热保温装置、设置于加热保温装置内部的坩埚和用于提拉籽晶的籽晶夹头装置，所述加热保温装置包括设置于坩埚外周的用于加热坩埚的发热体，其特征在于：

所述坩埚具有相互平行的第一侧壁和第二侧壁；

所述发热体为使所述坩埚的内部、与其第一侧壁和第二侧壁等距的位置处温度相等的结构；

所述坩埚内设置有并排式模具，所述并排式模具包括并排固定在所述坩埚内、结构相同的多个模具片，每一模具片到所述坩埚的第一侧壁、第二侧壁的距离相等，且每一模具片的上表面均与所要生长的晶体的截面尺寸、形状相同；

所述并排式模具的上方设置所述籽晶，所述籽晶底部具有一可与每一模具片的上表面同时接触的熔接面，且所述籽晶的熔接面与每一模具片的上表面接触而形成的接触面的大小、尺寸相同。

2.根据权利要求1所述的热场，其特征在于：所述坩埚为方形体结构，所述发热体为与所述坩埚结构匹配的方形体结构，所述坩埚的第一侧壁、第二侧壁到所述发热体的内壁距离相等。

3.根据权利要求1所述的热场，其特征在于：所述所要生长的晶体为片状或拱形片状；

每一模具片的上表面均具有与所述坩埚的第一侧壁平行的第一边缘以及与所述坩埚的第二侧壁平行的第二边缘，且每一模具片的第一边缘到所述坩埚的第一侧壁的距离、第二边缘到所述坩埚的第二侧壁的距离、以及每一模具片的第一边缘到第二边缘的距离均相等。

4.根据权利要求1至3任一项所述的热场，其特征在于：所述籽晶为两侧具有突起部的T形片状，该T形片状的籽晶平行于所述坩埚的第一侧壁、第二侧壁设置，并到所述坩埚的第一侧壁、第二侧壁的距离相等，所述籽晶的底部表面形成可与每一模具片的上表面同时接触的所述熔接面；

所述籽晶夹头装置包括分别与所述籽晶两侧的突起部连接的两个钼制套，所述钼制套具有用于容纳所述籽晶的突起部的圈套结构；所述籽晶的突出部伸入到所述钼制套的圈套结构内，从而将所述籽晶挂在所述钼制套上。

5.根据权利要求4所述的热场，其特征在于：所述加热保温装置还包括石墨硬毡保温罩，其设置于所述发热体和坩埚的上方，并环绕设置在所述籽晶和籽晶夹头装置的外围；所述石墨硬毡保温罩的表面刷有耐氧化涂层，在所述石墨硬毡保温罩上设置有便于观察晶体生长的第一观察窗口和第二观察窗口，且所述第一观察窗口和所述第二观察窗口对称设置在所述籽晶的两侧。

6.一种导模法同步生长多条晶体的方法，其特征在于，其是采用如权利要求1至5任一项所述的热场，通过导模法直接从熔体中拉制而出多条晶体的方法，包括以下步骤：

将原料装入单晶生长炉内的坩埚内；

单晶生长炉内抽真空后，充入保护气氛至炉内气压为标准大气压；

加热升温，至原料溶化为熔体后，恒温一定时间；

将籽晶落在并排式模具上，使籽晶底部的熔接面与每一模具片的上表面上的熔体充分熔接，实现多条晶体的引晶；

经缩颈、扩肩后，提拉籽晶，使多条晶体进行等径生长；

多条晶体等径生长结束后，降温，即得同步生长的多条晶体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述“扩肩”通过降温并低速提拉籽晶的方法实现，其中，降温速率为1～2℃/h，提拉速率为0～5mm/h，扩肩角度为120°。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：在所述等径生长过程中，保持提拉速率恒定，提拉速率为10～40mm/h。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述“单晶生长炉内抽真空后，充入保护气氛至炉内气压为标准大气压”的具体操作步骤为：

单晶生长炉内抽真空至真空度为10^-3Pa，充氩至炉内气压为标准大气压，再抽真空至真空度为4×10^-3Pa～8×10^-3Pa后，再次充氩至炉内气压为标准大气压。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述“降温”的降温速率为2KW/h～6KW/h。

11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述晶体为蓝宝石晶体、石榴石或硅单晶。

12.根据权利要求6至11任一项所述的方法，其特征在于：所述晶体为片状或拱形片状。