[发明专利]晶体生长安瓿位置调节装置及系统

说明书

本发明提供了一种晶体生长安瓿位置调节装置及系统，涉及安瓿位置调节技术领域。一种晶体生长安瓿位置调节装置，包括支撑组件、热电偶和位置调节组件。位置调节组件通过支撑杆与支撑组件连接，用于在水平和竖直方向移动和定位支撑组件。支撑组件包括套筒、热电偶杆、陶瓷杆以及固定塞，套筒的两端设有开口，开口设有固定塞，陶瓷杆的一端穿过固定塞设置于套筒的内部，热电偶杆穿设于陶瓷杆内。热电偶设置于套筒内。实现了安瓿在径向温度场中的位置调节，避免不对称径向温度场对晶体生长的影响，避免了安瓿与发热体直接接触，提高晶体质量和产率。该装置结构简单、安装调试方便，并可对生长过程中安瓿温度进行实时监控。

技术领域

本发明涉及晶体生长安瓿位置调节技术领域，具体而言，涉及一种晶体生长安瓿位置调节装置及系统。

背景技术

水平管式晶体生长炉是一种常用的人工晶体生长设备，在物理气相输运法(PVT)、化学气相输运法(CVT)、水平布里奇曼法(HB)、水平温度梯度冷凝法(HGF)等多种晶体生长方法中有着重要的应用。这些方法的特点是将晶体生长安瓿放置在水平管式炉的水平炉腔中，加热管式炉使得水平炉腔内形成特定的温度场和温度梯度，构建出晶体生长的驱动力，从而实现晶体发育长大。在晶体生长过程中，人为的调节晶体生长界面在温度场中的位置可以实现对生长驱动力的调控，因此，生长安瓿在水平管式炉水平炉腔中精确定位和移动对晶体质量、生长重复率等有重要影响。

水平管式炉的温度场按方向分为轴向温度场和径向温度场。其中，轴向温度场是平行于炉管中轴线的温度分布，是晶体生长的重要参数，可以通过调节不同位置加热部件的温度进行调控；径向温度场是垂直于炉管中轴线的温度分布，由于径向温差和温梯较小，径向温度场往往被人们忽略。

水平管式炉炉管的中心轴通常为径向温度场的温度最低点，炉管壁位置为径向温度场的温度最高点。人们在采用水平管式炉进行晶体生长时，往往直接将生长坩埚放置在炉管壁上，并未考虑径向温度场和接触热传导对生长晶体的影响。但是，即便是微小的径向温差和温梯会造成一些晶体生长方向和结晶形态、质量的改变。如果在晶体生长过程中不考虑生长安瓿在径向温度场中的位置，将造成晶体生长重复率和质量下降。

现有公知的管式炉水平晶体生长设备的不足是生长安瓿由炉管支撑，安瓿壁直接与发热元件接触，受到热传导作用，安瓿壁易出现温度分布不均匀，导致寄生成核和多晶生成。另一方面，在现有技术中，安瓿只能沿着水平炉腔轴向移动，不能进行径向位置调节，受径向温差和温梯的影响，获得的晶体易出现生长不均匀、结晶质量差等现象。此外，在现有技术中，当使安瓿从温度场中某温度点移动到另一温度点时，需要参照预先标定的炉内温度/距离关系将温度换算为长度，再以长度为参照标准进行移动。由于炉内温度/距离关系是在未加负载的空炉条件下进行标定的，在实际晶体生长过程中，安瓿的放入会使炉内温度场发生较大的变化，这种以长度为度量标准的定位和位置调节方法存在误差。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种晶体生长安瓿位置调节装置及系统。本发明避免了安瓿壁温度分布不均匀，实现了安瓿在炉腔内任意位置的精确定位，避免了以长度为标准导致的定位不准和移动误差，并可对生长过程进行实时监控。

本发明的另一目的在于提供一种安瓿位置调节系统，该系统实现了晶体生长安瓿在径向温度场中的定位和位置调节，对生长过程进行实时监控，提高了生长晶体质量和产率。

本发明的实施例是这样实现的：

一种晶体生长安瓿位置调节装置，包括

支撑组件，包括套筒、热电偶杆、陶瓷杆以及固定塞，套筒的两端设有开口，开口设有固定塞，陶瓷杆的一端穿过固定塞设置于套筒的内部，热电偶杆穿设于陶瓷杆内。

热电偶，热电偶的热电偶丝穿设于热电偶杆，热电偶测温点设置于热电偶杆位于套筒内的一端。

位置调节组件，位置调节组件通过支撑杆与支撑组件连接，用于在水平和竖直方向移动和定位支撑组件。