[发明专利]一种用于多元化合物晶体生长的设备及其应用

权利要求书

1.一种用于多元化合物晶体生长的设备，它包括炉体(16)、提拉装置(7)和生长安瓿(10)，所述炉体(16)内设有炉管(17)，并且炉体(16)的中心轴与炉管(17)的中心轴重合，炉体(16)与炉管(17)之间覆盖一层炉内保温层(11)，所述炉内保温层(11)内嵌入加热元件(9)，并且加热元件(9)靠近炉管(17)；所述生长安瓿(10)与提拉装置(7)通过提拉线(8)连接，生长安瓿(10)在提拉装置(7)的牵引下在炉管(17)内上下移动，其特征在于所述生长安瓿(10)从上往下依次为挂钩(1)、主体部位(3)、放肩部位(4)和籽晶袋(5)；所述的挂钩(1)置于主体部位(3)的顶部居中并连接提拉线(8)使生长安瓿(10)与提拉装置(7)连接；所述主体部位(3)的柱内径从上至下逐渐变小；所述籽晶袋(5)为下部密封的圆柱体，所述放肩部位(4)和籽晶袋(5)的组合形似漏斗；所述的加热元件(9)使炉管(17)内从上至下分为上炉低温区(13)、中炉高温区(14)和下炉低温区(15)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述主体部位(3)的上半部分用于放置与其形状大小一致的多晶料柱(2)，该多晶料柱(2)并未填满主体部位(3)的上半部分；所述籽晶袋(5)用于装满籽晶(6)。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述放肩部位(4)的柱内径从与主体部位(3)底部的柱内径一样大小逐渐减小到与籽晶袋(5)的柱内径一样大小。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述上炉低温区(13)的温度从上到下呈逐渐升高的趋势，该上炉低温区(13)的温度低于所用多元化合物晶体的熔点。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述下炉低温区(15)的温度从上到下呈逐渐下降的趋势，该下炉低温区(15)的温度低于所用多元化合物晶体的熔点。

6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述中炉高温区(14)的温度从上到下呈先升高后下降的趋势，该中炉高温区(14)的温度高于所用多元化合物晶体的熔点；所述中炉高温区(14)的区间大小与所述多晶料柱(2)下端到籽晶(6)上端之间的区域一致。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述生长安瓿(10)由高纯石英或热解氮化硼制备而成。

8.一种权利要求1至7任意一项所述的设备应用于多元化合物晶体生长的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

首先，将多晶料压制成跟主体部位(3)上半部分形状大小一致的多晶料柱(2)，然后将多晶料柱(2)装入生长安瓿(10)中；

接着，将装入多晶料柱(2)的生长安瓿(10)通过提拉线(8)和提拉装置(7)放入炉管(17)内，并使生长安瓿(10)的主体部位(3)装有多晶料柱(2)的上半部分位于上炉低温区(13)，多晶料柱(2)下端到籽晶(6)上端之间的区域位于中炉高温区(14)，装有籽晶(6)的籽晶袋(5)位于下炉低温区(15)；

其次，设定温场曲线(12)，对设备进行升温，保温一段时间；

然后，开启提拉装置(7)，缓慢下降生长安瓿(10)多晶料柱开始熔化，熔化后的多晶料熔体滴入到籽晶(6)上表面区域并开始进行晶体的生长；待多晶料柱(2)被逐渐消耗完毕，生长安瓿(10)中的多晶料熔体全部下降至下炉低温区(15)后，停止下降，晶体生长结束；

最后，对设备进行降温，取出晶体。