[发明专利]类提拉法单晶生长装置及方法

权利要求书

1.一种类提拉法单晶生长装置，其特征在于包括一个半圆形的加热炉膛和一个与加热炉膛相匹配的圆柱形的透明的生长安瓿，所述的加热炉膛包括炉膛内壳(2)和绕在炉膛内壳上的加热炉丝(1)；所述的生长安瓿的上方设置有与生长安瓿内部相通的抽气管(3)，抽气管(3)的底部伸入生长安瓿内的部分为籽晶袋(6)，生长安瓿两圆形侧面中心设有与旋转装置相连的圆形生长安瓿支架(5)，从抽气管处对生长安瓿内部进行抽真空并封接。

2.根据权利要求1所述的类提拉法单晶生长装置，其特征在于所述的籽晶袋(6)从上到下的内径略有降低。

3.根据权利要求1所述的类提拉法单晶生长装置，其特征在于所述的生长安瓿用高纯石英或玻璃制作而成。

4.根据权利要求1所述的类提拉法单晶生长装置，其特征在于所述的加热炉膛的外层包覆有保温隔热层。

5.根据权利要求1所述的类提拉法单晶生长装置，其特征在于所述的加热炉丝(1)采用单段加热控制或多段加热控制使得生长安瓿的温度呈现下高上低。

6.一种应用权利要求1-5任一项所述的类提拉法单晶生长装置的类提拉法单晶生长方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤A：将用于单晶生长的多晶原料从生长安瓿的抽气管(3)口装入到生长安瓿内，装料时计算好多晶原料熔化后的体积，以熔化后生长安瓿内的熔体液面不高于生长安瓿侧面高度一半为宜；

步骤B：将加工好的与籽晶袋(6)相匹配的具有一定锥度的籽晶从抽气管(3)放入到籽晶袋(6)中，从抽气管(3)处对生长安瓿内部进行抽真空并封接；

步骤C：将封接好的生长安瓿以籽晶袋(6)竖直朝上的方式放入到加热炉膛内，并将生长安瓿两侧的生长安瓿支架(5)与旋转装置卡合；

步骤D：将加热炉膛进行升温，升温过程中注意观察生长安瓿内部多晶原料的熔化情况，待多晶原料完全熔化时开始保温，并保持加热功率不变；

步骤E：保温一段时间后，逆时针缓慢旋转生长安瓿，使籽晶袋(6)中的籽晶缓慢接近熔体液面，旋转过程中注意观察籽晶底部的熔化情况，若籽晶在接近熔体液面之前就有熔化现象，需要适当降低加热炉膛加热功率；当籽晶底部与熔体液面接触后，调整加热功率进行籽晶熔接；

步骤F：籽晶熔接后，停止旋转，待籽晶底部充分熔化后，顺时针旋转生长安瓿，通过控制旋转速率和加热炉膛加热功率来实现晶体生长的缩肩和放肩；

步骤G：继续顺时针旋转生长安瓿，生长过程中注意监控晶体表面的发展情况，并根据需要进行调整旋转速率和加热炉膛加热功率；

步骤H：待生长安瓿内熔体全部结晶后，对加热炉膛降温冷却，取出安瓿，敲开生长安瓿取出晶体。

7.根据权利要求6所述的类提拉法单晶生长方法，其特征在于步骤G中根据需要进行调整旋转速率和加热炉膛加热功率的具体操作如下：若晶体表面在逐渐收窄，适当降低加热功率，降低旋转速率；若晶体表面扩大得过快，适当增加加热功率，提高旋转速率。