CN110512272A - 一种晶体生长炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的一种晶体生长炉，包括炉体，炉体包括壳体、内筒体和至少一个隔热毡，内筒体采用绝缘保温材料制成，隔热毡设置在内筒体内并将内筒体隔成多个温度区，每个隔热毡中部均设有用于容纳籽晶杆和晶体通过的通孔，每个温度区设有用于测量该区温度的温度传感器，每个温度区的内筒体内侧均设有用于加热该温度区的加热组件，每个温度区对应内筒体和壳体之间设有用于冷却该温度区的冷却组件，每个温度区内设有至少一个导热杆，导热杆穿过内筒体与冷却组件固定连接。本发明可自动调节不同温度区的温度，形成适合晶体生长所需的温度梯度，提高晶体质量。
Description
技术领域
本发明涉及晶体生长技术领域，具体涉及一种晶体生长炉。
背景技术
使用晶体生长炉生产不同晶体时，需要不同的温度场，而一般的晶体生长炉的温度场一般固定不能根据所要生长的晶体进行调节。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出的一种晶体生长炉，以自动调节温度梯度。
本发明提出的一种晶体生长炉，包括炉体，炉体包括壳体、内筒体、至少一个隔热毡和控制器，内筒体采用绝缘保温材料制成，隔热毡设置在内筒体内并将内筒体隔成多个温度区，每个隔热毡中部均设有用于容纳籽晶杆和晶体通过的通孔，每个温度区设有用于测量该区温度的温度传感器；
每个温度区的内筒体内侧均设有用于加热该温度区的加热组件，每个温度区对应的壳体和内筒体之间设有用于冷却该温度区的冷却组件，每个温度区内设有至少一个导热杆，导热杆穿过内筒体与冷却组件固定连接；
温度传感器信号连接控制器，控制器分别控制连接每个温度区的加热组件和冷却组件。
优选地，加热组件包括环设于内筒体内侧的发热体和环设于发热体和内筒体内壁之间的感应加热圈，控制器控制连接感应加热圈。
优选地，冷却组件包括冷却管道，冷却管道底部设有进液口，冷却管道上端设有出液口，冷却管道上设有散热板，导热杆与散热板固定连接。
优选地，还包括循环组件，循环组件包括冷水箱、循环泵和冷凝器，冷水箱、循环泵和进液口依次通过管道连接，出液口、冷凝器和冷水箱依次通过管道连接，循环泵和进液口之间的管道上设有进液阀，出液口和冷凝器之间的管道上设有出液阀，控制器分别控制连接循环泵、进液阀、出液阀、冷凝器。
优选地，出液阀和进液口之间的管道上设有流量调节阀，控制器控制连接流量调节阀。
优选地，壳体内侧依次设有第一保温层和第二保温层，每一个冷却组件的冷水管道的进液端设置在第一保温层和第二保温层之间。
优选地，冷却管道为高热传导率的金属管，外部套有波纹管。
优选地，隔热毡为硬质石墨碳毡。
优选地，进液阀和出液阀均为电磁阀。
本发明提出的一种晶体生长炉，通过设置多个温度区，控制器可根据温度传感器所检测的温度区的温度，控制加热组件和/或冷却组件工作对对应的温度区进行加热和/或冷却，以自动调节不同温度区的温度，形成适合晶体生长所需的温度梯度，提高晶体质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种晶体生长炉的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种晶体生长炉，包括炉体，炉体包括壳体1、内筒体8、至少一个隔热毡4和控制器，内筒体8采用绝缘保温材料制成，隔热毡4设置在内筒体8内并将内筒体8隔成多个温度区，每个隔热毡4中部均设有用于容纳籽晶杆和晶体通过的通孔，每个温度区设有用于测量该区温度的温度传感器；
每个温度区的内筒体8内侧上均设有用于加热该温度区的加热组件，每个温度区对应的壳体1和内筒体8之间设有用于冷却该温度区的冷却组件，每个温度区内设有至少一个导热杆7，导热杆7穿过内筒体8与冷却组件固定连接；
温度传感器信号连接控制器，控制器分别控制连接每个温度区的加热组件和冷却组件。
本发明通过设置多个温度区，控制器可根据温度传感器所检测的温度区的温度，控制加热组件和/或冷却组件工作对对应的温度区进行加热和/或冷却，以自动调节不同温度区的温度，形成适合晶体生长所需的温度梯度，提高晶体质量。
在本实施方式中，加热组件包括环设于内筒体8内侧的发热体10和环设于发热体10和内筒体8内壁之间的感应加热圈9，控制器控制连接感应加热圈9。通过感应加热圈9进行感应加热，方便快捷，可以很快加热到所需温度，易于控制。
在本实施方式中，冷却组件包括冷却管道5，冷却管道5底部设有进液口，冷却管道5上端设有出液口，冷却管道5上设有散热板6，导热杆7与散热板固定连接。导热杆7将所对应的温度区的热量导出，通过散热板6将热量分散到冷却管道5上，流动的冷却液带走热量。
在本实施方式中，还包括循环组件，循环组件包括冷水箱、循环泵和冷凝器，冷水箱、循环泵和进液口依次通过管道连接，出液口、冷凝器和冷水箱依次通过管道连接，循环泵和进液口之间的管道上设有进液阀，出液口和冷凝器之间的管道设有出液阀，控制器分别控制连接循环泵、进液阀、出液阀、冷凝器。通过冷水箱、循环泵、冷水管道、冷凝器形成了一个循环冷却系统，可以对所对应的温度区进行冷却，有效避免了水的浪费，节约水资源。
在本实施方式中，出液阀和进液口之间的管道上设有流量调节阀，控制器控制连接流量调节阀，以调节冷却液体的流速，从而调节冷却速度和冷却程度。
在本实施方式中，壳体内侧依次设有第一保温层2和第二保温层3，每一个冷却组件的冷水管道的进液端设置在第一保温层2和第二保温层3之间，便于使位于进液端的冷却液保持在较低的温度，便于后续快速带走热量。
在本实施方式中，冷却管道5为高热传导率的金属管，外部套有波纹管。便于散热。
在本实施方式中，隔热毡4为硬质石墨碳毡，具有较好的保温隔热能力，便于使每个温度区的温度稳定。
在本实施方式中，进液阀和出液阀均为电磁阀，控制器分别控制进液阀和出液阀。电磁阀便于通过控制器控制冷却液的进出，从而便于控制冷却程度以便于调节不同温度区的温度以改变温度梯度适应不同晶体的生长需求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种晶体生长炉，其特征在于，包括炉体，炉体包括壳体(1)、内筒体(8)、至少一个隔热毡(4)和控制器，内筒体(8)采用绝缘保温材料制成，隔热毡(4)设置在内筒体(8)内并将内筒体(8)隔成多个温度区，每个隔热毡(4)中部均设有用于容纳籽晶杆和晶体通过的通孔，每个温度区设有用于测量该区温度的温度传感器；
每个温度区的内筒体(8)内侧上均设有用于加热该温度区的加热组件，每个温度区对应的内筒体(8)和壳体(1)之间设有用于冷却该温度区的冷却组件，每个温度区内设有至少一个导热杆(7)，导热杆(7)穿过内筒体(8)与冷却组件固定连接；
温度传感器信号连接控制器，控制器分别控制连接每个温度区的加热组件和冷却组件。
2.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，加热组件包括环设于内筒体(8)内侧的发热体(10)和环设于发热体(10)和内筒体(8)内壁之间的感应加热圈(9)，控制器控制连接感应加热圈(9)。
3.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，冷却组件包括冷却管道(5)，冷却管道(5)底部设有进液口，冷却管道(5)上端设有出液口，冷却管道(5)上设有散热板(6)，导热杆(7)与散热板(6)固定连接。
4.根据权利要求3所述的晶体生长炉，其特征在于，还包括循环组件，循环组件包括冷水箱、循环泵和冷凝器，冷水箱、循环泵和进液口依次通过管道连接，出液口、冷凝器和冷水箱依次通过管道连接，循环泵和进液口之间的管道上设有进液阀，出液口和冷凝器之间的管道上设有出液阀，控制器分别控制连接循环泵、进液阀、出液阀和冷凝器。
5.根据权利要求4所述的晶体生长炉，其特征在于，出液阀和进液口之间的管道上设有流量调节阀，控制器控制连接流量调节阀。
6.根据权利要求3所述的晶体生长炉，其特征在于，壳体内侧依次设有第一保温层(2)和第二保温层(3)，每一个冷却组件的冷水管道(5)的进液端设置在第一保温层(2)和第二保温层(3)之间。
7.根据权利要求3所述的晶体生长炉，其特征在于，冷却管道(5)为高热传导率的金属管，外部套有波纹管。
8.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，隔热毡(4)为硬质石墨碳毡。
9.根据权利要求1所述的晶体生长炉，其特征在于，进液阀和出液阀均为电磁阀。
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