[实用新型]晶体生长装置的控制系统和晶体生长装置

说明书

本实用新型公开了一种晶体生长装置的控制系统和晶体生长装置，晶体生长装置包括炉体、坩埚和冷却套，冷却套沿坩埚的轴向可移动，控制系统包括量测装置、调节装置和控制装置，量测装置用于获取晶体等径生长阶段的直径，调节装置用于驱动冷却套沿坩埚的轴向移动，控制装置与量测装置和调节装置分别通信，且控制装置用于根据量测装置的反馈控制调节装置的状态。根据本实用新型的晶体生长装置的控制系统，便于调整固液界面处的温度梯度，使得晶体缺陷较少、直径满足预定直径。

技术领域

本实用新型涉及晶体加工设备技术领域，尤其是涉及一种晶体生长装置的控制系统和晶体生长装置。

背景技术

根据Voronkov提出的理论，若是要在晶体生长过程中消除单晶生长所产生的结晶缺陷，则晶体在固液界面处的轴向温度梯度沿着径向需要保持一定的均匀性，并且晶体生长速度与固液界面处的轴向温度梯度的比值V/G必须被控制在一定的范围内；其中，V 为长晶时的提拉速度，G为固液界面的温度梯度，V/G过大时晶体内缺陷偏向空孔型，反之，V/G过小时晶体内缺陷偏向插入型。

在晶体等径生长阶段，为使得晶体直径达到预定直径，需要对固液界面处的温度梯度做相应调整。然而，相关技术中固液界面处的温度梯度较难控制，且难以准确测量，一般都是通过数值模拟的方式获得或通过数值模拟的方式来设计热场，从而难以拉制出缺陷较少、直径满足预定直径的晶体。

还有一些技术中，通过调整导流筒与固液界面间的高度，来调整固液界面处的温度梯度，从而控制晶体直径的大小；然而，这种方式会引起固液界面发生振动，影响长晶的成晶率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种晶体生长装置的控制系统，所述控制系统结构简单，便于调整固液界面处的温度梯度，使得晶体缺陷较少、直径满足预定直径。

本实用新型还提出一种具有上述控制系统的晶体生长装置。

根据本实用新型第一方面实施例的晶体生长装置的控制系统，所述晶体生长装置包括炉体、坩埚和冷却套，所述坩埚设于所述炉体内且限定出盛放空间，所述冷却套设于所述炉体内且适于对晶体进行冷却，所述冷却套位于所述坩埚的上方，且在垂直于所述坩埚中心轴线的平面上，所述冷却套的正投影位于所述坩埚的正投影的外轮廓内，其中，所述冷却套沿所述坩埚的轴向可移动，所述控制系统包括：量测装置，所述量测装置用于获取所述晶体等径生长阶段的直径；调节装置，所述调节装置用于驱动所述冷却套沿所述坩埚的轴向移动；控制装置，所述控制装置与所述量测装置和所述调节装置分别通信，且所述控制装置用于根据所述量测装置的反馈控制所述调节装置的状态，其中所述调节装置具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述调节装置用于驱动所述冷却套朝向远离所述坩埚的方向移动，在所述第二状态下，所述调节装置用于驱动所述冷却套朝向靠近所述坩埚的方向移动。

根据本实用新型实施例的晶体生长装置的控制系统，通过设置控制系统包括量测装置、调节装置和控制装置，并使得控制装置用于根据量测装置的反馈控制调节装置的状态，实现根据晶体等径生长阶段的直径驱动冷却套沿坩埚轴向移动，从而调整固液界面处的温度梯度，以便于控制晶体直径的大小，使得晶体直径满足要求；同时，方便了固液界面处温度梯度的控制，便于保证晶体生长速度V与固液界面处的轴向温度梯度的比值V/G位于合理的范围内，生产缺陷较少的晶体。

在一些实施例中，所述调节装置还具有第三状态，在所述第三状态下，所述调节装置不动作。

在一些实施例中，在所述第一状态下，所述调节装置用于驱动所述冷却套朝向远离所述坩埚的方向移动第一距离h1，在所述第二状态下，所述调节装置用于驱动所述冷却套朝向靠近所述坩埚的方向移动第二距离h2，其中，h1满足：4.5mm≤h1≤5.5mm，h2 满足：4.5mm≤h2≤5.5mm。

在一些实施例中，h1＝5mm，h2＝5mm。

在一些实施例中，所述量测装置包括CCD光电量测装置。