[发明专利]温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的方法及装置

权利要求书

1.一种温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的方法，其特征在于：采用电阻式发热体水平布置在顶端开口且底部设有籽晶固定槽的扁平状坩埚的两侧，通过分隔板把炉膛沿竖直方向分割成多个相对独立的温区，每个温区独立加热、独立测温、独立控制，通过不同温区的温度或加热功率的控制实现炉膛在竖直方向上呈温度或功率梯度变化，在坩埚、发热体、晶体固定不动的情况下，通过对不同温区的温度控制及温场梯度的不断移动或加热功率控制及功率梯度的不断移动，满足晶体长晶界面不断移动调整为所需要的温度梯度，通过多温区联动控温实现原料自动加热、自动接种和放肩、自动长晶。

2.如权利要求1所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的方法，其特征在于：所述坩埚的宽度为10~200mm，长度为50~1000mm，高度为100~2000mm。

3.如权利要求1所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的方法，其特征在于：所述发热体为钨发热体、钼发热体、石墨发热体或二硼化锆复合陶瓷发热体。

4.如权利要求1所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的方法，其特征在于：所述的由发热体布置形成的温场上部温度高，下部温度低。

5.如权利要求1所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的方法，其特征在于：所述的片状单晶制备流程为：装料—关门—抽真空—加热—原料熔化—温场梯度或功率梯度开始竖直移动—熔体界面向上移动—接种—放肩—晶体等速生长—晶体生长结束—温场梯度或功率梯度继续竖直移动使晶体温度降至室温—打开炉门—取出晶体，整个长晶过程，在坩埚、发热体、晶体不动的情况下，通过对不同温区的温场梯度或功率梯度的不断移动，实现单晶制备。

6.一种用于如权利要求1所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的装置，其特征在于：该装置包括坩埚（4）、多个发热体（3）、多个温区分隔板（6）、隔热屏（2）、炉膛保温层（9）和坩埚吊架（1），所述炉膛保温层（9）顶端开口，隔热屏（2）与炉膛保温层（9）的顶端可拆卸连接且可形成封闭的空间，所述坩埚（4）竖直设置在隔热屏（2）与炉膛保温层（9）形成的封闭空间内，坩埚（4）呈扁平状且顶端开口，其底部设有籽晶固定槽（403），所述发热体（3）呈长条状，且与坩埚（4）长度方向平行的设置在坩埚（4）的两侧，发热体（3）端部固定设置在炉膛保温层（9）上，所述温区分隔板（6）呈环形，其环形外壁与炉膛保温层（9）内壁固定连接，环形内壁与坩埚（4）间隙配合，所述温区分隔板（6）间隔设置在多个发热体（3）之间，所述坩埚吊架（1）的一端穿过隔热屏（2）固定设置在坩埚（4）的顶端。

7.如权利要求6所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的装置，其特征在于：所述坩埚（4）的底部设有坩埚顶杆（10）。

8.如权利要求7所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的装置，其特征在于：所述坩埚顶杆（10）穿过炉膛保温层（9）与坩埚（4）的底部固定连接。

9.如权利要求6所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的装置，其特征在于：所述坩埚（4）由方形主体（401）、三角尖端（402）、籽晶固定槽（403）及固定凸台（404）组成，固定凸台（404）设置在方形主体（401）的顶端，三角尖端（402）过度连接在方形主体（401）和籽晶固定槽（403）之间。

10.如权利要求9所述的温场竖直方向梯度移动法制备片状单晶的装置，其特征在于：所述坩埚吊架（1）通过固定凸台（404）挂设在坩埚（4）的顶端。