[发明专利]晶体生长炉和晶体生产工艺

说明书

本发明公开了一种晶体生长炉和晶体生产工艺，晶体生长炉包括炉体、坩埚组件、加热组件和隔热组件，坩埚组件包括第一坩埚、第二坩埚、第三坩埚和第四坩埚，第一腔室适于构造成原料下料区，第二腔室适于构造成掺杂剂下料区，第四腔室适于构造成晶体生长区，加热组件包括第一加热器和第二加热器，隔热组件包括第一隔热件、第二隔热件和第三隔热件，第一隔热件围绕第一加热器设置，第二隔热件设在第一隔热件的上端且位于坩埚组件的上方，第二隔热件向内延伸至不超过第二坩埚，第三隔热件设在第二隔热件的上端，第三隔热件向内至少延伸至第三坩埚。根据本发明的晶体生长炉，提升了固液界面处的温度梯度，便于生产较大尺寸重掺晶体。

技术领域

本发明涉及晶体加工设备技术领域，尤其是涉及一种晶体生长炉和晶体生产工艺。

背景技术

相关文献中说明大部分200mm重掺生长等径时(body)温度梯度为20-60K/cm，拉晶速度在0.8-1.2mm/min，但300mm及300mm以上大尺寸的晶体在相同温度梯度下能达成此拉速就很难。换言之，在相同温度梯度的条件下，生产300mm长等较大尺寸的晶体的提拉速度无法达到生产200mm长晶体的提拉速度，则较大尺寸的晶体的生产效率低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种晶体生长炉，所述晶体生长炉提升了固液界面处的温度梯度，便于生产较大尺寸重掺晶体，有利于提升较大尺寸晶体的生产效率。

本发明还提出一种晶体生产工艺。

根据本发明第一方面的晶体生长炉，所述晶体生长炉为连续直拉晶体生长炉，且包括：炉体；坩埚组件，所述坩埚组件设于所述炉体内，且包括第一坩埚、第二坩埚、第三坩埚和第四坩埚，所述第一坩埚内限定出盛放空间，所述盛放空间的顶侧敞开设置，第二坩埚设在所述盛放空间内且与所述第一坩埚共同限定出第一腔室，所述第三坩埚设在所述第二坩埚内且与所述第二坩埚共同限定出第二腔室，所述第四坩埚设在所述第三坩埚内且与所述第三坩埚共同限定出第三腔室，所述第四坩埚内限定出第四腔室，所述第二坩埚上形成有第一连通孔以连通所述第一腔室和所述第二腔室，所述第三坩埚上形成有第二连通孔以连通所述第二腔室和所述第三腔室，所述第四坩埚上形成有第三连通孔连通所述第三腔室和第四腔室，所述第一腔室适于构造成原料下料区，所述第二腔室适于构造成掺杂剂下料区，所述第四腔室适于构造成晶体生长区；加热组件，所述加热组件设于所述炉体内，且包括第一加热器和第二加热器，所述第一加热器围绕所述坩埚组件设置，所述第二加热器设在所述坩埚组件的下侧；隔热组件，所述隔热组件设于所述炉体内，且包括第一隔热件、第二隔热件和第三隔热件，所述第一隔热件围绕所述第一加热器设置，所述第二隔热件设在所述第一隔热件的上端且位于所述坩埚组件的上方，所述第二隔热件向内延伸至不超过所述第二坩埚，所述第三隔热件设在所述第二隔热件的上端，所述第三隔热件向内至少延伸至所述第三坩埚。

根据本发明的晶体生长炉，通过设置隔热组件的内壁自下向上、由外向内大致呈台阶式递进，使得隔热组件的设置与坩埚组件和加热组件相匹配，既实现了对加热组件的避让，同时又提升了隔热组件的保温效果，提升了固液界面处的温度梯度，有利于提升成晶率，在相同提拉速度下，便于晶体生长炉生产较大尺寸重掺晶体，有利于提升较大尺寸晶体的生产效率。

在一些实施例中，所述炉体内还设有冷却套，所述冷却套位于所述第四腔室的正上侧，且在垂直于所述坩埚组件中心轴线的平面上，所述冷却套的正投影位于所述第四坩埚正投影的外轮廓内。

在一些实施例中，所述第三隔热件上设有导流筒，所述导流筒位于所述冷却套的径向外侧，且自所述第三隔热件朝向所述第四腔室延伸以将所述冷却套与所述第四坩埚的顶端隔开。

在一些实施例中，所述第一坩埚的顶端、所述第二坩埚的顶端和所述第三坩埚的顶端齐平设置且均位于所述第四坩埚顶端的上方，所述第三隔热件向内延伸至所述第三坩埚的径向内侧。