[实用新型]一种高纯锗用加热坩埚和直拉提纯装置

说明书

本实用新型涉及一种高纯锗用加热坩埚和直拉提纯装置，所述加热坩埚包括外层和内层；所述内层为带有上沿的杯形结构，内部用于容纳锗原料，构成熔炼腔室；所述外层呈上下开口的筒形；所述外层套设于所述内层的外侧，且所述外层的顶部与内层的上沿密封连接；所述外层的直径大于所述内层的直径，二者之间构成具有底部开口的容纳空间。该加热坩埚通过设置双层结构并将加热器嵌套于坩埚的两层之间，能够隔离加热器与锗原料，避免了锗原料因加热器高温挥发杂质而受到污染，提高了锗单晶的品质，同时还保护了单晶炉内的高纯气氛，降低了生产成本。

技术领域

本实用新型涉及单晶制备技术领域，具体涉及一种制备高纯锗单晶的加热坩埚和直拉提纯装置。

背景技术

高纯锗单晶是以区熔锗锭为原料，用直拉法(CZ)法制备而成。一般采用高纯石英作为坩埚，高纯石墨作为感应加热器。石墨感应受热后将热量传递给石英坩埚进而将锗锭进行融化。

探测器级高纯锗晶体的一个基本指标是净杂质浓度低于2×10cm^-3。现有的直拉提纯锗单晶装置以高纯石英作为坩埚，石墨加热器位于石英坩埚外围，在锗单晶拉制过程中，石墨加热器因高温产生大量挥发物会对单晶炉内环境造成极大的污染，使得高纯锗的纯度降低；若这些挥发物不及时处理，还会影响下一炉高纯锗单晶的品质。同时，在清理过程中很难将挥发物完全清理干净，进而降低整个提纯装置的寿命。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种高纯锗用加热坩埚和直拉提纯装置，该加热坩埚为双层石英一体化坩埚，利用特殊的石墨-石英封装技术减少石墨中杂质的扩散转移。

为此，本实用新型的第一方面提供了一种高纯锗用加热坩埚，包括外层和内层；

所述内层为带有上沿的杯形结构，内部用于容纳锗原料，构成熔炼腔室；

所述外层呈上下开口的筒形；

所述外层套设于所述内层的外侧，且所述外层的顶部与内层的上沿密封连接；

所述外层的直径大于所述内层的直径，二者之间构成具有底部开口的容纳空间。

进一步，所述外层和内层为一体成型结构。

进一步，所述加热坩埚的材质为半导体级石英。

进一步，所述内层的直径为40-50mm，所述外层的直径为65-75mm。

进一步，所述内层和/或外层的壁厚度为10mm。

本实用新型的第二方面，提供了一种直拉提纯装置，包括所述的高纯锗用加热坩埚，和设置在所述加热坩埚的容纳空间中的加热器。

进一步，所述加热器为石墨加热器。

进一步，所述加热器呈顶部开口的筒形，其顶部开口通过所述底部开口插设于所述加热坩埚的容纳空间中。

进一步，所述加热器的直径大于所述加热坩埚内层的直径，小于所述加热坩埚外层的直径，所述加热器的高度大于内层的高度，小于外层的高度。

进一步，所述加热器的直径为55-70mm。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的加热坩埚结构简单，易于加工，通过设置双层结构并将加热器嵌套于坩埚的两层之间，能够将加热器与锗原料相隔离，避免了锗原料因加热器高温挥发杂质而受到污染，提高了锗单晶的品质，同时还保护了单晶炉内的高纯气氛，降低了生产成本。

本实用新型还提供了相应的直拉提纯装置，应用该装置可制备得到高纯度的锗单晶。由于加热器因高温产生的挥发物不会扩散到单晶炉内，所以单晶炉内的高纯气氛不受污染，有利于延长该直拉提纯装置的寿命。

附图说明