[发明专利]上提拉真空炉

说明书

本申请公开了上提拉真空炉。所述晶体生长装置包括炉膛、提拉杆、运动装置和控制系统；所述炉膛内设置温场和热源；所述提拉杆的至少一部分位于所述炉膛内，且所述运动装置与所述提拉杆具有传动连接，以带动所述提拉杆上下运动和/或旋转；所述控制系统用于控制所述运动装置的运动方向和/或运动速度。本申请的晶体生长装置可以实现晶体生长过程自动化控制，所制备的单晶材料结构一致性好，并且改进了焊接工艺，提高了炉膛的密封性和抗腐蚀性。

技术领域

本申请涉及晶体材料领域，特别涉及一种晶体生长装置。

背景技术

单晶炉是制备硅、锗、砷化镓、钇铝石榴石(Y₃Al₅O₁₂，简称YAG)、硅酸镥(Lu₂SiO₅，LSO)等人工晶体的专用设备，是集机械、电气、计算机、空气动力、流体动力、热动力学等学科于一体的综合系统。目前，国产的上提拉高温晶体生长真空感应炉，其操作及控制系统基本是半自动的，晶体生长过程(如，引晶缩颈、放肩、等径、收尾、降温等工艺过程)不能实现全自动控制，晶体生长过程对操作人员的依赖程度较高，从而无法保证晶体生长的一致性。国外进口的全自动单晶生长感应炉价格昂贵且维护困难，不适合大批量采购。此外，双层不锈钢水冷结构的炉膛壁内壁一般是采用双面焊接、外壁采用单面焊接，双面焊接的内壁可能会存在缝隙从而残留空气，在热涨冷缩的过程中，残留空气的缝隙可能会发生微裂造成真空环境受影响或冷却介质泄漏的问题。

发明内容

基于此，本申请提供一种晶体生长装置，用于制备单晶材料。

本申请实施例之一提供一种晶体生长装置。所述装置包括炉膛、提拉杆、运动装置和控制系统；所述炉膛内设置温场和热源；所述提拉杆的至少一部分位于所述炉膛内，且所述运动装置与所述提拉杆具有传动连接，以带动所述提拉杆上下运动和/或旋转；所述控制系统用于控制所述运动装置的运动方向和/或运动速度。

在一些实施例中，所述炉膛壁的至少一部分上设置有第一冷却结构。

在一些实施例中，所述炉膛壁的至少一部分包括内壁与外壁，所述内壁与外壁围成密闭的空间，所述密闭的空间用于填充冷却介质；所述外壁上开设有冷却介质进入口以及冷却介质排出口。

在一些实施例中，所述炉膛还包括炉膛门，所述炉膛门上设置有第二冷却结构。

在一些实施例中，所述炉膛门包括门内壁与门外壁，所述门内壁与门外壁围成密闭的空间，所述密闭的空间用于填充冷却介质；所述门外壁上开设有冷却介质进入口以及冷却介质排出口。

在一些实施例中，所述炉膛门的至少部分为透明材质。

在一些实施例中，所述运动装置包括：提拉组件以及旋转组件；所述提拉组件用于控制提拉杆的上下移动；所述提拉组件包括：立柱、滑块、丝杆以及第一驱动单元；所述第一驱动单元设置于立柱顶部；所述立柱上设置有滑轨；所述丝杆与所述滑轨平行设置，且所述丝杆的一端与所述第一驱动单元相连；所述滑块套设于所述丝杆上，且与丝杆为螺纹配合；所述滑块至少一部分位于所述滑轨内，所述丝杆的转动能够带动所述滑块沿所述滑轨上下移动；所述旋转组件用于控制提拉杆的转动；所述旋转组件设置于所述滑块上。

在一些实施例中，所述装置还包括称重装置，所述称重装置用于检测提拉杆上晶体的重量，所述称重装置设置于所述滑块上。

在一些实施例中，所述控制系统与所述称重装置具有信号连接，用于接收所述称重装置的输出信号。

在一些实施例中，所述旋转组件包括第二驱动单元以及传动组件；所述第二驱动单元能够通过所述传动组件带动所述称重装置的转动。

在一些实施例中，所述传动组件包括皮带轮和皮带；所述第二驱动单元的输出转轴与所述皮带轮的转轴相连；所述皮带轮上和所述称重装置上套设有至少一根皮带。