CN101736395A - 一种晶体生长提拉装置 - Google Patents
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Abstract
晶体生长提拉装置属于一种生产各种高温、高真空人工晶体专用设备的晶体生长提拉装置设计。其特征在于：籽晶杆为水冷套双夹层结构，水冷套通冷却水降温；籽晶杆可沿固定轴水平旋转360°，在任意角度固定；支撑部分为上下两层，下层起旋转和支撑作用，上层起籽晶杆升降作用；真空度使用范围高于10-3Pa。本发明设计的目的在于提供一种高温高真空生长晶体方便拆卸安装的炉体设计，其目的在于解决：其一，解决籽晶杆的真空保护问题；其二可解决安装拆卸安全快捷问题；其三，可用于低挥发性晶体生长；其四，可以进行气氛生长。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在各种高温、高真空、气氛条件下生长人工晶体设备采用的提拉装置。
背景技术
由于国内外对晶体材料在LED衬底、窗口、光纤、激光等方面的大量应用，使国内晶体生长也逐步走出实验室，进行批量制造。由于高温晶体生长难度大以及晶体生长时的一些特别工艺要求，非常需要一些专门的与之相适应的生长设备。目前国外生长设备制造水准很高，但价格昂贵，且不能够实现气氛生长。国内已经有一些院校、企业以及科研机构开始制造晶体生长设备。现有提拉晶体装置多为炉膛通常为侧开门设计。侧开门炉膛生长高温晶体时，每次需要重新拆卸和安装保温材料，这样容易造成温场变动较大，对生长的稳定性影响较大，不利于连续稳定的生长高质量晶体材料。另外由于受侧开门设计，炉膛内安装时可用空间利用率不高，对温场设计限制大，从而限制生长出晶体的尺寸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设计，籽晶杆可以以支撑轴为轴心水平旋转，在任意位置固定，并可以在真空和气氛条件下使用。
安装温场保温材料时，将籽晶杆以支撑轴为中心旋转移开，从顶部装入温场保温材料，取晶体和加料时旋转籽晶杆，从顶部加料，保证每次加料和取出晶体更加方便快捷，炉膛清理更加方便。目的在于解决以往侧开门晶体生长炉所遇到的一些问题，包括以下几个方面：第一，温场材料不必每次拆装，保证温场在连续生长过程中始终保持稳定；第二，充分利于炉膛的直径和高度，使保温温场直径方向设计尽可能贴近炉臂，高度贴近炉盖，保证炉膛的利用率高，使生长区间更大。籽晶杆上端装有称重头，实现称重显示，使晶体生长更加直观，操作更加简单。所有与炉膛连接部件连接均为真空设计连接，连接之间有紧固装置，可实现气氛生长，也可用于低挥发性晶体生长。
本发明是通过一下技术方案实现的：
一种晶体生长提拉装置设计包括：本套提拉装置包括旋转承重系统，下支撑系统，提拉系统。主要由以下几个部分构成：真空套管4、称重旋转室5、提拉系统6、小炉盖提拉下降手动摇柄7、籽晶杆手动提拉下降手动摇柄8、提拉系统固定9、定位扳手10、下支撑杆11、下支撑杆固定12。
本套装置支撑系统分上下两层，如图1所示。支撑系统下面部分为下支撑架，起承重和沿水平方向旋转作用；提拉系统支撑系统固定上部，起调节拉速的作用。下支撑架固定在炉体上，提拉系统固定在下支撑架上，该装置可以以下支撑杆为轴心旋转，在任意角度固定。提拉系统在安装在下支撑架上面，安装时可以移动微调，使籽晶杆对中，籽晶杆对中后固定。称重旋转室为真空密封，称重室的下部为真空密封套管，真空套管上部与称重旋转室之间为法兰密封连接。真空套管下部与炉盖之间密封连接，为法兰密封结构，使炉膛处于密封状态。真空套管的内部为籽晶杆，使籽晶杆处于全密封状态。籽晶杆为双夹层水冷套结构，中间通冷却水，顶部与称重系统相连结，生长过程中显示晶体重量。
本装置的提拉和下降通过变速箱实现。提拉系统和称重室连接，带动称重旋转室上下移动，完成籽晶杆的上下位移，自动提拉速度精度高于0.05mm/h。
本发明的优点和效果：
本设计籽晶杆采用夹层结构，运用冷却水方法对籽晶杆表明降温，达到冷却效果。
籽晶杆可以沿支撑轴旋转，适合与炉膛顶盖设计。每次加料和取出晶体时，旋转移动籽晶杆，打开炉体顶盖，即可。本设计使炉膛具有体积减小，有利于恒温区达到更高温度，适合高温大尺寸晶体生长，以及具有拆装方便的优点。本设计对保持炉膛内温场稳定、晶体连续稳定生长有很大帮助。
本设计设有自动称重系统，显示晶体重量。
本设计设有一套手动提拉系统和一套自动提拉系统。自动提拉系统提拉速度精度高于0.05mm/h。提拉系统可以上升和下降，籽晶杆在炉内的位置通光珊尺在面板上显示读数。
本设计配有一套旋转系统，籽晶杆转速为0-50rpm。
所有由于炉体上部炉盖和称重室之间的连接采用波纹管连接，使炉内实现真空，真空连接件之间有紧固密封。保证炉膛在真空状态或气氛状态下完成晶体生长。由于本设计的真空连接间均有紧固装置，可实现气氛生长。
本设计的真空条件实用范围：从1个大气压到真空度高于10-3pa量级，可实现气氛生长。
附图说明
附图为提拉系统装置示意图，其中：1.电极 2.观察窗挡板 3.观察窗 4.真空套管 5.称重室 6.提拉系统 7.小炉盖提拉手动摇柄 8.手动提拉手动摇柄 9.上支撑杆固定 10.定位扳手 11.下支撑杆 12.下支撑杆固定。
Claims (10)
1.一种高温、高真空、可用于气氛生长的晶体生长提拉装置设计。真空套管(4)、称重旋转室(5)、提拉系统(6)、小炉盖提拉下降手动摇柄(7)、籽晶杆手动提拉下降手动摇柄(8)、提拉系统固定(9)、定位扳手(10)、下支撑杆(11)、下支撑杆固定(12)。
2.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的籽晶杆部分(4、5)可沿垂直地面方向，以下支撑杆(11)为轴心水平旋转360°，在任意角度固定。
3.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的籽晶杆为双夹层水冷套结构。
4.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的水冷套外部与炉盖的连接采用真空密封管。
5.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的装置有手动和自动提拉两部分构成，自动提拉速度精度高于0.05mm/h。
6.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的籽晶杆转速为0-50rpm。
7.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的装置具有自动称重系统(5)。
8.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的本装置籽晶杆为一套真空装置系统，真空条件实用范围：真空度大于10-3pa量级。
9.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的装置籽晶杆具为一套真空装置系统，可进行气氛生长。
10.根据权利要求1所述的晶体生长提拉装置，其特征在于：所述的支撑部分为上下两层，下层为下支撑杆(11)及下支撑杆固定装置，起旋转和支撑作用；上层为提拉系统，起籽晶杆升降作用。
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Application publication date: 20100616 |