CN112567076B

CN112567076B - 开放式温场

Info

Publication number: CN112567076B
Application number: CN201980051051.8A
Authority: CN
Inventors: 王宇; 官伟明; 梁振兴
Original assignee: Meishan Boya New Material Co ltd
Current assignee: Meishan Boya New Material Co ltd
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2039-08-21
Also published as: US20210207285A1; US10982349B2; US20210054523A1; WO2021031140A1; CN112567076A; CN114214721A; US11441233B2

Abstract

一种开放式温场，包括底板(102)、筒、填充体(108)以及盖板；底板(102)设置于温场装置底部，覆盖于筒一开口端；盖板设置于温场装置顶部，覆盖于筒另一开口端；填充体(108)填充于所述筒内部；温场装置，填装在筒内部的填充体可以形成一个新的保温层，有效防止筒开裂带来的温度突变的问题，提升了温场装置的稳定性和可重复利用次数，同时通过调整填充体(108)的填充高度和压紧度可以是实现温场装置的温度梯度的调整。

Description

开放式温场

技术领域

本申请涉及晶体生长领域，特别涉及一种用于晶体生长的温场装置和晶体生长方法。

背景技术

随着科学技术的高速发展，各领域对单晶晶体材料的质量要求越来越高。生产大直径晶体可以提高晶体产品的光学均匀性，也有利于提高生产效率。大尺寸高质量的单晶生长有依赖于设备长期运行的稳定性、生产用水用电供应的可靠性及适合大尺寸晶体生长的温场装置和生长工艺。目前主要的单晶材料的生长方法之一为上提拉法，在晶体上提拉法生长过程中，温场的优劣对单晶生长的质量有很大的影响。合适的温场能长出高质量的单晶，不好的温场容易使单晶变多晶或者无法引晶。有些温场虽然能长出单晶，但质量很差，有位错和其它结构缺陷。因此合适的温场是生长高质量晶体的前提。

发明内容

本申请实施例之一提供一种温场装置，包括底板、盖板、筒以及填充体。所述底板设置于所述温场装置底部，覆盖于所述筒一开口端。所述盖板设置于所述温场装置顶部，覆盖于所述筒另一开口端。所述填充体填充于所述筒内部。

本申请实施例之一提供一种温场装置，包括底板、第一盖板、第一筒、第二筒以及填充体。所述底板设置于所述温场装置底部，覆盖于所述第一筒一开口端。所述第一盖板设置于所述温场装置顶部，覆盖于所述第一筒另一开口端。所述第二筒设置于所述第一筒内部。所述填充体填充于所述第二筒内部，和/或所述第二筒和所述第一筒之间的空隙中。

在一些实施例中，位于所述第二筒内部的填充体至少用于支撑埚并包覆所述埚的至少一部分。

在一些实施例中，所述埚的上沿高出位于所述第二筒内部的填充体的填充高度。

在一些实施例中，所述填充体的填充高度导致其支撑的埚的上沿与位于所述温场装置外的感应线圈上沿的垂直间距为-0至

“-”表示所述埚的上沿低于所述感应线圈上沿，“+”表示所述埚的上沿高于所述感应线圈上沿。

在一些实施例中，所述填充体为颗粒状，砖状，或毡状，由耐高温材料制成。

在一些实施例中，所述填充体为以下之中的一种或多种：锆砂、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆毡、氧化锆砖、和氧化铝砖。

在一些实施例中，所述填充体的粒度为5-200目；或者所述填充体的粒度为20-180目；或者所述填充体的粒度为50-150目；或者所述填充体的粒度为80-120目。

在一些实施例中，所述第一筒为石英管，或刚玉管，或由耐高温材料制成。

在一些实施例中，所述第一筒的厚度为1-15mm，高度为600-1600mm。

在一些实施例中，所述第一盖板包括至少两个第一通孔，所述第一通孔用于通过气体。

在一些实施例中，所述温场装置进一步包括第二盖板，所述第二盖板设置于所述第一筒内部，覆盖于所述第二筒靠近所述第一盖板的开口端；所述第二盖板上对应于第一盖板通孔的位置处开亦设有通孔。

在一些实施例中，所述第二盖板为氧化铝板或氧化锆板，或由耐高温材料制成。

在一些实施例中，所述气体包括氧气和/或惰性气体中的一种或多种。或者，所述气体包括氧气与惰性气体中的一种和多种的组合。或者，所述气体包括一氧化碳或氢气与惰性气体中的一种和多种的组合。。

在一些实施例中，所述气体包括氮气、氩气、氧气、一氧化碳中的一种或多种。

在一些实施例中，所述第一通孔用于观察。所述第一通孔上设置有观察件。所述观察件具有与所述第一通孔连通的腔室，且观察件上设置有与所述腔室连通的第二通孔，所述第二通孔用于通过气体。所述观察件上还设置有观察窗。

在一些实施例中，所述观察窗设置于所述观察件顶部。

在一些实施例中，所述第一盖板上设置有第三通孔，以供提拉杆进出温场。

本申请另一实施例之一提供一种晶体生长方法，可以利用上述任意一项所述的温场装置生长晶体。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：根据晶体生长条件，调整所述填充体的用量以及松紧度。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：从至少一个第一通孔中通入气体。

在一些实施例中，所述方法进一步包括从至少一个第一通孔中排出气体，或从第三通孔中排除气体。

附图说明

本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本申请一些实施例所示的温场装置示意图；

图2是根据本申请一些实施例所示的温场装置俯视图；

图3是根据本申请一些实施例所示的第一盖板的示意图；

图4是根据本申请一些实施例所示的观察件的示意图。

其中，102为底板，104为第一筒，106为第二筒，108为填充体，110为第一盖板，112为第二盖板，114埚，116为感应线圈，118为观察件，120为密封圈，122为压环，124为气体通道，310为第一通孔，320为冷却通道，330-1/2为冷却液入口，330-3为冷却物质出口，340为循环冷却通路，350为第三通孔，410为第一部，420为第二通孔，430为第二部，440观察窗。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本申请的一些实施例提供了一种温场装置。所述温场装置包括底板、盖板、筒以及填充体。所述底板设置于所述温场装置底部，覆盖于所述筒一开口端。所述盖板设置于所述温场装置顶部，覆盖于所述筒另一开口端。所述填充体填充于所述筒内部。

所述底板设置在温场装置的底端，用于承载温场装置的其他部件，例如，筒和/或填充体。在一些实施例中，所述底板的材质可以为具有高的反射系数的热反射材料，如金、银、镍、铝箔、铜、钼、镀层金属、不锈钢等。优选地，所述底板的材质可以是铜。由于温场装置在使用时会被放置于单晶生长炉的炉体内部，则所述底板可以放置或安装在炉体的安装板上，其中安装方式可以是焊接、铆接、螺栓、粘接等方式。温场装置在使用时，内部温度会达到一个较高的程度，例如，1900度。因此需要减少温场装置对外的热辐射，防止炉体接受过高热量而损坏。这样，所述底板上可以设置有循环冷却通路，通入循环冷却物质以吸收温场装置内部的热量达到隔热、减少热辐射的目的。所述循环冷却通路可以以螺旋状、或蛇形状设置在底板内部。达到冷却目的所用的方式可以是液冷、风冷、气冷或其他能达到冷却的方式。当使用液冷时，所用的冷却物质可以是水、乙醇、乙二醇、异丙醇、正己烷等或其任意组合，例如，可以是水和乙醇的50:50的混合液。所述循环冷却通路的个数可以是一个或多个，例如，1到3个。

所述筒安装在所述底板上，构成温场装置的外壁部分。所述底板可以覆盖所述筒的一开口端，所述筒通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式安装于所述底板上，以支撑整个温场装置。同时，所述筒和温场装置的其他部件的配合，例如，所述底板，盖板等，实现对温场装置内部的密封，以及保温的作用。在一些实施例中，所述筒可以由耐热性能良好的材质制成，以实现在晶体生长过程中保持稳定温度的目的。所述筒的制作材料可以是氧化锆、氧化铝、氧化硅、石墨、陶瓷等，或其他耐高温材料。

所述填充体可以填装在所述筒的内部，用于保温。填装的填充体可以对温场装置内可能发生的温度突变起到缓冲作用(例如，用于所述筒的开裂导致与外界空气连通)。在一些实施例中，所述填充体可以是颗粒状、砖状、和/或毡状，由耐高温材料制成。例如，锆砂(锆的硅酸盐化合物)、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆毡、氧化锆砖等。所述填充体也可以是颗粒物、毡以及砖的混合体。

所述盖板设置于温场装置的顶部，用于与其他部件配合来对温场装置进行密封，例如，所述筒以及所述底板。所述盖板覆盖于所述筒的另一开口端，同时通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式连接所述筒。例如，所述盖板和所述筒的连接处可以使用硅胶密封圈，并拧上螺丝压紧密封。在一些实施例中，所述盖板可以与所述底板类似，同样以具有高的反射系数的热反射材料制成，如金、银、镍、铝箔、铜、钼、镀层金属、不锈钢等。优选地，所述盖板可以是铜板。在一些实施例中，所述盖板上可以包括至少一个第一通孔。所述第一通孔可以用于通过气体，例如，所述第一通孔构成了气体进出温场装置内部的通道，气体从第一通孔中被通入温场装置的内部，然后有可以从第一通孔中被排出。在一些实施例中，所述第一通孔上可以设置有观察件。所述观察件具有与第一通孔连通的腔室，且观察件上设置有与所述腔室连通的第二通孔，所述第二通孔用于通过气体。所述观察件上还设置有观察窗。在一些实施例中，所述盖板上还可以设置有第三通孔，以供提拉杆进出所述温场装置。同时，气体也可以从第三通孔中排出。

图1所示为根据本申请一些实施例所示的温场装置100示意图。需要注意的是，图1仅作为示例，并不对温场装置的具体形状和结构造成限定。温场装置100可以用于放置在晶体生长炉内以提供晶体生长所需的温度梯度，保证晶体结晶过程的稳定性。温场装置100可以是圆柱状的，也可以是其他立柱状的，比如多边棱柱。温场装置100外部结构一般可以由一个第一中空立柱和覆盖在第一中空立柱两端的两个盖板组成。具体的，两个盖板连接于第一中空立柱两端，所述连接方式可以是粘接、焊接、铆接、键鞘连接、螺栓连接、卡扣连接等。或者，第一中空立柱的一端与一个盖板相连接(例如，可拆卸式连接)，另一端与一个盖板一体成型，或者是不可拆卸式的连接。在中空立柱内部，可以设置有高度小于第一中空立柱的第二中空立柱。第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙，和/或第二中空立柱内部可以填充有用于保温的物质。例如，第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙中填充有用于保温的物质，同时第二中空立柱内部也有填充。又例如，第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙中填充有用于保温的物质，而第二中空立柱内部没有填充。还例如，第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙中没有填充有用于保温的物质，而第二中空立柱内部填充有用于保温的物质。同时，填充在第二中空立柱内部的物质还可以支撑用于盛放反应物料的埚。另外，第二中空立柱靠近第一中空立柱的顶部盖板的一端可以连接有保温板，可进一步增强保温效果。

参考图1，如图1所示，温场装置100可以包括：底板102、第一筒104、第二筒106、填充体108、第一盖板110、第二盖板112、观察件118、密封圈120、压环122以及气体通道124。使用时，温场装置100可放置于在晶体生长炉内，且位于炉内的感应线圈116中，埚114放置于温场装置100内部。

底板102设置在温场装置100底端，用于承载温场装置100的其他部件，例如，第一筒106、第二筒108和/或填充体110。在一些实施例中，底板102的材质可以为具有高的反射系数的热反射材料，如金、银、镍、铝箔、铜、钼、镀层金属、不锈钢等。优选地，底板102的材质可以是铜。在一些实施例中，底板102的直径可以是200-500mm。较为优选地，底板102的直径可以是250-450mm。更为优选地，底板102的直径可以是300-400mm。更为优选地，底板102的直径可以是310-390mm。更为优选地，底板102的直径可以是320-380mm。更为优选地，底板102的直径可以是330-370mm。更为优选地，底板102的直径可以是340-360mm。在一些实施例中，底板102的厚度可以是10-40mm。更为优选地，底板102的厚度可以是15-35mm。更为优选地，底板102的厚度可以是20-30mm。更为优选地，底板102的厚度可以是21-29mm。更为优选地，底板102的厚度可以是22-28mm。更为优选地，底板102的厚度可以是23-27mm。更为优选地，底板102的厚度可以是24-26mm。由于温场装置100在使用时会被放置于单晶生长炉的炉体内部，则底板102可以放置或安装在炉体的安装板上，其中安装方式可以是焊接、铆接、螺栓、粘接等方式。在安装时，底板102的水平要求小于0.5mm/m。所述mm/m可以是指单位长度(m)的两端之间的高度差(mm)。较为优选地，底板102的水平要求小于0.4mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.3mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.2mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.1mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.09mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.08mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.07mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.06mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.05mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.04mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.03mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.02mm/m。更为优选地，底板102的水平要求小于0.01mm/m。温场装置100在使用时，内部温度会达到一个较高的程度，例如，1900度。因此需要减少温场装置100对外的热辐射，防止炉体接受过高热量而损坏。这样，底板102上可以设置有循环冷却液通路，通入循环冷却液以吸收温场装置100内部的热量达到隔热、减少热辐射的目的。所述循环冷却液通路可以以螺旋状、或蛇形状设置在底板102内部。达到冷却目的所用的方式可以是液冷、风冷、气冷或其他能达到冷却的方式。当使用液冷时，所用的冷却液可以是水、乙醇、乙二醇、异丙醇、正己烷等或其任意组合，例如，可以是水和乙醇的50:50的混合液。所述循环冷却液通路的个数可以是一个或多个，例如，1到3个。在一些实施例中，所述循环冷却液通路的通道直径可以是5-25mm。优选地，所述循环冷却液通路的通道直径可以是10-20mm。优选地，所述循环冷却液通路的通道直径可以是11-19mm。优选地，所述循环冷却液通路的通道直径可以是12-18mm。优选地，所述循环冷却液通路的通道直径可以是13-17mm。优选地，所述循环冷却液通路的通道直径可以是14-15mm。

第一筒104安装在底板102上，构成温场装置100的外壁部分。底板102可以覆盖第一筒104的一开口端，第一筒104通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式安装于底板102上，以支撑整个温场装置100。同时，第一筒104和温场装置100的其他部件的配合，例如，底板102，第一盖板112等，实现对温场装置100内部的密封，以及保温的作用。在安装时，第一筒104与底板102的同心度可以小于1mm。较为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.9mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.8mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.7mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.6mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.5mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.4mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.3mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.2mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.1mm。第一筒104与底板102的垂直度可以小于0.2度。更为优选地，第一筒104与底板102的垂直度可以小于0.15度。更为优选地，第一筒104与底板102的垂直度可以小于0.1度。更为优选地，第一筒104与底板102的垂直度可以小于0.05度。更为优选地，第一筒104与底板102的垂直度可以小于0.03度。在一些实施例中，第一筒104的材质可以是石英(氧化硅)、刚玉(氧化铝)、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷等，或其他耐高温材料比如稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等。优选地，第一筒可以是石英管，或刚玉管。基于底板102的大小，第一筒104的内径可以为180-450mm。较为优选地，第一筒104的内径可以为200-430mm。更为优选地，第一筒104的内径可以为220-410mm。更为优选地，第一筒104的内径可以为250-380mm。更为优选地，第一筒104的内径可以为270-360mm。更为优选地，第一筒104的内径可以为300-330mm更为。优选地，第一筒104的内径可以为310-320mm。在一些实施例中，第一筒104的厚度可以为1-15mm。较为优选地，第一筒104的厚度可以为3-12mm。更为优选地，第一筒104的厚度可以为5-10mm。更为优选地，第一筒104的厚度可以为6-9mm。更为优选地，第一筒104的厚度可以为7-8mm。第一筒104的高度可以为600-1600mm。较为优选地，第一筒104的高度可以为700-1500mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为800-1400mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为900-1300mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1000-1200mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1050-1150mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1060-1140mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1070-1130mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1080-1120mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1090-1110mm。更为优选地，第一筒104的高度可以为1095-1105mm。

第二筒106可以设置在第一筒104内部。在一些实施例中，第二筒106可以由耐热性能良好的材质制成，以实现在晶体生长过程中保持稳定温度的目的。第二筒106的制作材料可以是氧化硅、氧化锆、氧化铝、石墨、陶瓷等。优选地，第二筒106可以是有氧化锆制成的锆管。为了配合第一筒104的尺寸，第二筒106的内径可以为70-300mm。较为优选地，第二筒106的内径可以为100-270mm。更为优选地，第二筒106的内径可以为120-250mm。更为优选地，第二筒106的内径可以为150-220mm。更为优选地，第二筒106的内径可以为170-200mm。更为优选地，第二筒106的内径可以为180-270mm。第二筒106的厚度可以为8-30mm。较为优选地，第二筒106的厚度可以为10-30mm。更为优选地，第二筒106的厚度可以为15-25mm。更为优选地，第二筒106的厚度可以为16-24mm。更为优选地，第二筒106的厚度可以为17-23mm。更为优选地，第二筒106的厚度可以为18-22mm。更为优选地，第二筒106的厚度可以为19-21mm。在一些实施例中，第二筒106的一端可以放置或安装在底板102上，例如，粘接、焊接、铆接、键鞘连接、螺栓连接、卡扣连接等。在安装时，第二筒106与底板102的同心度可以小于1mm。较为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.9mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.8mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.7mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.6mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.5mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.4mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.3mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.2mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.1mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.05mm。同时，第二筒106的垂直度小于0.2度。较为优选地，第二筒106的垂直度小于0.15度。更为优选地，第二筒106的垂直度小于0.1度。更为优选地，第二筒106的垂直度小于0.08度。更为优选地，第二筒106的垂直度小于0.05度。在第二筒106处于安装于底板102的情况下，基于自身的长度，第二筒106可以处于不同的安装状态。当第二筒106的长度与第一筒104一致时，第二筒106可以类似与第一筒104，一开口端与底板102连接，另一开口端与第一盖板112连接。当第二筒106的长度小于第一筒104时，第二筒106的另一开口端可以与温场装置100的其他部件连接，例如，第二盖板112。第二盖板112可以覆盖与第二筒106的另一开口端。同时，第二盖板112的大小形状(例如，圆形盖板的直径)可以与第一筒104的横截面相匹配，以便于第一筒104无缝连接。在一些实施例中，第二筒106可以不安装在底板102上。当第二筒106的长度小于第一筒104时，第二筒106的一端可以安装在温场装置100的其他部件上，比如，第一盖板110、第二盖板112。第二筒106的另一端可以与底板102保持一定的距离(例如，保持悬空状态)。在一些实施例中，第二筒106的长度可以是与第一筒104一致的。在一些实施例中，第二筒106的长度可以是500-1500mm。较为优选地，第二筒106的长度可以是600-1400mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是700-1300mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是800-1200mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是900-1100mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是950-1050mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是960-1040mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是970-1030mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是980-1020mm。更为优选地，第二筒106的长度可以是990-1010mm。

填充体108可以填装在第二筒106的内部，和/或填装于第一筒104和第二筒106之间的空隙中。填充体108可以用于保温。在一些实施例中，填装的填充体108的厚度、高度以及松紧程度的不同，可以改变其承载的部件(例如，埚114)的位置、整个温场装置100的内部的散热空间大小，以及晶体生长所需的温度梯度。改变填充体108的厚度、高度以及松紧程度，可以得到不同的稳定的温度梯度，以满足不同的晶体生长要求。同时，填装于第一筒104和第二筒106之间的空隙中的填充体108，在第二筒106出现裂隙时，填充体108可以充当保温层，防止温场装置100内部与外界直接连通从而导致温度梯度的剧烈变化，影响晶体生长。填充体108形成的保温层，能够在上述情况下继续保持温场装置100内部原有的温度梯度，避免出现温度突变的事件。在一些实施例中，填充体108还能够在第二筒106开裂时对温度的突变会起到缓冲作用。在一些实施例中，填充体108可以是由耐高温材料制成，例如，氧化硅、刚化铝、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷、稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等。在一些实施例中，填充体108可以是颗粒状的物质，包括锆砂(锆的硅酸盐化合物)、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒等。其粒度可以为5-200目。较为优选地，填充体108的粒度可以是10-190目。更为优选地，填充体108的粒度可以是20-180目。更为优选地，填充体108的粒度可以是30-170目。更为优选地，填充体108的粒度可以是40-160目。更为优选地，填充体108的粒度可以是50-150目。更为优选地，填充体108的粒度可以是60-140目。更为优选地，填充体108的粒度可以是70-130目。更为优选地，填充体108的粒度可以是80-120目。更为优选地，填充体108的粒度可以是90-110目。更为优选地，填充体108的粒度可以是95-105目。在一些实施例中，填充体108可以毡状物质，包括氧化锆毡。在一些实施例中，填充体108可以是砖状物质，包括氧化锆砖、和/或氧化铝砖。在一些实施例中，填充体108可以是颗粒物、砖、或毡中的任意两种或更多的混合体。例如，填充体108可以是包括氧化锆毡和锆砂、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒中的一种或以上的混合物。

在一些实施例中，填装于第二筒106内部的填充体108可以用于支撑盛放晶体生长的反应物料的埚114。填充体108可以包覆埚114的一部分，例如，底部和侧壁。为了防止填充体108掉入埚114中污染反应物料，埚114的上沿可以高出填装于第二筒106内部的填充体108的填充高度。另一方面，第二筒106也可以防止填装于第一筒104和第二筒106之间的空隙中的填充体108掉入埚114中。在一些实施例中，埚114可以是由铱金属(Ir)，钼金属(Mo)，钨金属(W)，铼金属(Re)、石墨(C)、钨钼合金等制成。优选地，埚114可以是铱埚。在一些实施例中，埚114的直径可以为60-250mm。较为优选地，埚114的直径可以是80-220mm。更为优选地，埚114的直径可以是100-200mm。更为优选地，埚114的直径可以是110-190mm。更为优选地，埚114的直径可以是120-180mm。更为优选地，埚114的直径可以是130-170mm。更为优选地，埚114的直径可以是140-160mm。更为优选地，埚114的直径可以是145-155mm。埚114的厚度可以为2-4mm。更为优选地，埚114的厚度可以是2.2-3.8mm。更为优选地，埚114的厚度可以是2.5-3.5mm。更为优选地，埚114的厚度可以是2.6-3.4mm。更为优选地，埚114的厚度可以是2.7-3.3mm。更为优选地，埚114的厚度可以是2.8-3.2mm。更为优选地，埚114的厚度可以是2.9-3.1mm。埚114的高度可以是60-250mm。较为优选地，埚114的高度可以是80-220mm。更为优选地，埚114的高度可以是100-200mm。更为优选地，埚114的高度可以是110-190mm。更为优选地，埚114的高度可以是120-180mm。更为优选地，埚114的高度可以是130-170mm。更为优选地，埚114的高度可以是140-160mm。更为优选地，埚114的高度可以是145-155mm。

参见图2，图2是根据本申请的一些实施例所示的温场装置100横截面的俯视图。如图2所示，温场装置100的最外围为第一筒104。第二筒106和第一筒104之间的空隙被填装有填充体108。埚114被放置在第二筒106的内部，由填装在第二筒106下底部的填充体108支撑。可以很清楚的看出，温场装置100从外到内的部件依次为第一筒104、填充体108、第二筒106和埚114。同时，上述四个部件可以构成同心圆，其同心度可以小于1mm。较为优选地，其同心度可以小于0.9mm。更为优选地，其同心度可以小于0.8mm。更为优选地，其同心度可以小于0.7mm。更为优选地，其同心度可以小于0.6mm。更为优选地，其同心度可以小于0.5mm。较为优选地，其同心度可以小于0.4mm。更为优选地，其同心度可以小于0.3mm。更为优选地，其同心度可以小于0.2mm。更为优选地，其同心度可以小于0.1mm。所形成的同心圆结构，可以利于晶体生长、观察晶体生长情况、引入流动气体和晶体提拉。

在一些实施例中，埚114可以作为发热体，以融化盛放在其中的反应物料便于后续进行晶体生长。围绕于第一筒104外壁的感应线圈(如图1中的感应线圈116)在通入一定频率的交变电流时，周围可以产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使导体(例如，埚114)内产生封闭的感应电流，即，涡流。感应电流在导体截面上分布不均匀，表面的高密度电流的电能将转化为热能而使导体的温度升高从而实现化料的目的。感应线圈116可以具有7-12匝线圈。较为优选地，感应线圈116可以具有8-11匝线圈。更为优选地，感应线圈116可以具有9-10匝线圈。其感应频率可以为2kHz-15kHz。较为优选地，其感应频率可以为3kHz-14kHz。更为优选地，其感应频率可以为4kHz-13kHz。更为优选地，其感应频率可以为5kHz-12kHz。更为优选地，其感应频率可以为6kHz-11kHz。更为优选地，其感应频率可以为7kHz-10kHz。更为优选地，其感应频率可以为8kHz-9kHz。在一些实施例中，填充体108的填充高度可以导致埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为0至

(即，-50至50mm)。其中，“-”表示埚114的上沿低于感应线圈116的上沿，“+”表示埚114的上沿高于感应线圈116的上沿。较为优选地，埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为-5至+45mm。更为优选地，埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为-40至+40mm。更为优选地，埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为-35至+35mm。更为优选地，埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为-30至+30mm。更为优选地，埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为-25至+25mm。改变埚114与感应线圈116之间的相对位置可以调整温场装置100的温度梯度。例如，埚114整个处于感应线圈116的线圈范围内比只有部分处于线圈范围内所产生的热量要多，这样决定了温场装置100的发热位置及散热空间的大小，进而影响整个温度梯度。

第一盖板110设置于温场装置100的顶部，用于与其他部件配合来对温场装置100进行密封，例如，第一筒104。第一盖板110覆盖于第一筒104的另一开口端，同时通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式连接第一筒104。例如，第一盖板110和第一筒104的连接处可以使用硅胶密封圈，并拧上螺丝压紧密封。在一些实施例中，第一盖板110可以与底板102类似，同样以具有高的反射系数的热反射材料制成，如金、银、镍、铝箔、铜、钼、镀层金属、不锈钢等。优选地，第一盖板110可以是铜板。在安装时，第一盖板110与第一筒104的同心度可以小于0.5mm。较为优选地，第一盖板110与第一筒104的同心度可以小于0.4mm。更为优选地，第一盖板110与第一筒104的同心度可以小于0.3mm。更为优选地，第一盖板110与第一筒104的同心度可以小于0.2mm。更为优选地，第一盖板110与第一筒104的同心度可以小于0.1mm。在一些实施例中，第一盖板110的直径可以是200-500mm。较为优选地，第一盖板110的直径可以是250-450mm。更为优选地，第一盖板110的直径可以是300-400mm。更为优选地，第一盖板110的直径可以是310-390mm。更为优选地，第一盖板110的直径可以是320-380mm。更为优选地，第一盖板110的直径可以是330-370mm。更为优选地，第一盖板110的直径可以是340-360mm。在一些实施例中，第一盖板110的厚度可以是10-40mm。较为优选地，第一盖板110的厚度可以是15-35mm。更为优选地，第一盖板110的厚度可以是20-30mm。更为优选地，第一盖板110的厚度可以是21-29mm。更为优选地，第一盖板110的厚度可以是22-28mm。更为优选地，第一盖板110的厚度可以是23-27mm。更为优选地，第一盖板110的厚度可以是24-26mm。在一些实施例中，第一盖板110上可以包括至少一个第一通孔。所述第一通孔可以用于通过气体，例如，所述第一通孔构成了气体进出温场装置100内部的通道，气体从至少一个第一通孔中被通入温场装置100的内部，然后可以从其余的第一通孔中被排出，也可以从气体通入的第一通孔中被排出。在一些实施例中，所述气体可以是氧气和/或惰性气体中的一种或多种。所述惰性气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气等。在一些实施例中，所述气体可以是括氧气与惰性气体中的一种和多种的组合。在一些实施例中，所述气体可以是氢气和/或一氧化碳与惰性气体中的一种或多种的混合气体。在一些实施例中，所述气体可以包括氮气、氩气、氧气、一氧化碳中的一种或多种。基于生长的目标晶体的性质和大小，向温场装置100内部通入的气体的流量可以是0.01-50L/min。较为优选地，通入的气体的流量可以是0.01-50L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是0.1-50L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是1-50L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是5-45/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是10-40L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是15-35L/min。优选地，通入的气体的流量可以是20-30L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是21-29L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是22-28L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是23-27L/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是24-26L/min。

在一些实施例中，第一盖板110上可以安装有其他部件。参见图3，图3是根据本申请的一些实施例所示的第一盖板110的俯视图。如图3所示，第一盖板110可以包括两个第一通孔310-1和310-2，所述气体通过其进出温场装置100。在一些实施例中，第一通孔310-1和310-2的直径可以是15-30mm。较为优选地，第一通孔310-1和310-2的直径可以是18-27mm。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的直径可以是20-25mm。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的直径可以是21-24mm。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的直径可以是22-23mm。在一些实施例中，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面垂直。在一些实施例中，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成3-20度夹角。较为优选地，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成5-18度夹角。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成7-15度夹角。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成9-13度夹角。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成11-12度夹角。两个通孔的中心之间的间距可以为70-150mm。较为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为80-140mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为90-130mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为100-120mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为105-115mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为107-113mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为109-111mm。

在一些实施例中，第一通孔310-1和310-2上可以设置有观察件118。因为晶体的生长周期过长，可以达到5-40天。在温场装置100上方设置可供观到内部情况的器件，用户(例如，工厂工人)通过该器件可以查看晶体的生长情况。若发现异常情况，可以进行及时的补救。参见图4，图4是根据本申请的一些实施例所示的观察件118的示意图。观察件118可以是一端封闭，一端开口的管状器件。观察件118可以包括第一部410。第一部410与第一盖板110的第一通孔310-1/310-2尺寸匹配，可以实现观察件118与第一盖板110的连接，例如，铆接、螺纹连接等。同时，第一部410的下端是开口的，在连接后实现了观察件118的内部腔室与第一通孔310-1/310-2的连接。基于匹配的第一通孔310-1/310-2的直径大小，第一部410的直径可以为15-30mm。较为优选地，第一部410的直径可以是18-27mm。更为优选地，第一部410的直径可以是20-25mm。更为优选地，第一部410的直径可以是21-24mm。更为优选地，第一部410的直径可以是22-23mm。观察件118还可以包括第二通孔420。第二通孔420可以设置于观察件118的第二部430上的任意位置，并与观察件118的内部腔室连通。在观察件118与第一通孔310-1/310-2连接后，第二通孔420可以用于实现气体通过的功能。在一些实施例中，第二通孔420的直径可以是3-10mm。较为优选地，第二通孔420的直径可以是4-9mm。更为优选地，第二通孔420的直径可以是5-8mm。更为优选地，第二通孔420的直径可以是6-7mm。第二部430是观察件118与第一通孔310-1/310-2连接后，突出在第一盖板110外部的部分，其高度可以为50-100mm。较为优选地，第二部430的高度可以为60-90mm。优选地，更为第二部430的高度可以为70-80mm。更为优选地，第二部430的高度可以为71-79mm。更为优选地，第二部430的高度可以为72-78mm。更为优选地，第二部430的高度可以为73-77mm。更为优选地，第二部430的高度可以为74-76mm。在一些实施例中，第二部430的直径可以是26-66mm。较为优选地，第二部430的直径可以是30-60mm。更为优选地，第二部430的直径可以是35-55mm。更为优选地，第二部430的直径可以是40-50mm。更为优选地，第二部430的直径可以是41-49mm。更为优选地，第二部430的直径可以是42-48mm。更为优选地，第二部430的直径可以是43-47mm。更为优选地，第二部430的直径可以是44-46mm。观察件118上还设置有观察窗440。观察窗440设置于观察件118的顶部，由透明的材料制成，比如石英、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸脂(PC)等。用户(例如，工厂工人)可以透过观察窗440了解温场装置100的内部情况。

同样，为了减少温场装置100内部从上方散发的热辐射，第一盖板110同样可以设置有循环冷却液通路。返回参考图3，如图3所示，第一盖板110可以包括冷却通道320。达到冷却目的所用的方式可以是液冷、风冷、气冷或其他能达到冷却的方式。当使用液冷时，冷却通道320中流通有冷却液，可以包括水、乙醇、乙二醇、异丙醇、正己烷等或其任意组合，例如，可以是水和乙醇的50:50的混合液。所述冷却液通过冷却液入口330-1和/或330-2流入设置在第一盖板110内部的循环冷却通路340-1、340-2和340-3。冷却物质在流动过程中吸收从温场装置110内部发散的热量后，可以从冷却物质出口330-3流出。流出的冷却物质经过其他通道可以重新返回冷却通道320，并进行下一次循环。在一些实施例中，循环冷却通路340-1、340-2和340-3的直径可以是5-25mm。较为优选地，循环冷却通路340-1、340-2和340-3的直径可以是10-20mm。更为优选地，循环冷却通路340-1、340-2和340-3的直径可以是11-19mm。更为优选地，循环冷却通路340-1、340-2和340-3的直径可以是12-18mm。更为优选地，循环冷却通路340-1、340-2和340-3的直径可以是13-17mm。更为优选地，循环冷却通路340-1、340-2和340-3的直径可以是14-15mm。

在一些实施例中，第一盖板110上还设置有第三通孔350。例如，使用上提拉法生长晶体时，可以在第一盖板110上开设一个供提拉杆进出温场装置100的通道，即第三通孔350，。第三通孔350可以设置于第一盖板110的中心位置。而基于进出的提拉杆的大小，第三通孔350的大小可以随之改变。在一些实施例中，第三通孔350的形状可以是任意的，例如，圆形、方形、矩形、菱形、正三角形等规则形状或其他任意不规则形状。在一些实施例中，第三通孔350的面积可以是100-3000mm²。较为优选地，第三通孔350的面积可以是200-2900mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是300-2800mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是400-2700mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是500-2600mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是600-2500mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是700-2400mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是800-2300mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是900-2200mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是1000-2100mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是1100-2000mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是1200-1900mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是1300-1800mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是1400-1700mm²。更为优选地，第三通孔350的面积可以是1500-1600mm²。当第三通孔350为圆形通孔时，其直径可以是25-30mm。较为优选地，其直径可以是26-29mm。更为优选地，其直径可以是27-28mm。

第二盖板112设置于第一筒104的内部，覆盖于第二筒106靠近第一盖板110的开口端，同时通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式连接第二筒106。在一些实施例中，第二盖板112可以由隔热性能良好的材料制成，以达到保温、隔热的作用。第二盖板112可以是氧化铝板、氧化锆板、陶瓷板、金属板等，或其他耐高温材料比如稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等制成的板。在一些实施例中，第二盖板112的直径由第一筒104的内径决定。第二盖板112可以与第一筒104的内壁完全贴合。因为完全覆盖了第二筒106的一端，这样可以防止第一筒104和第二筒106之间填装的填充体108掉落出来，污染埚114中的反应物料。由于设置了第二盖板112，为了从外部清晰的得到温场装置100的内部情况，第二盖板112上同样可以开设有对应于第一盖板110上的通孔(例如，第一通孔310-1/310-2、第三通孔350)的通孔(在本申请中可以被称为第四通孔)。第四通孔具有与第一通孔和第三通孔相同的旋转中轴线，即，沿第一通孔和第三通孔的旋转中轴线往下到达第二盖板112上的位置开设有第四通孔。在一些实施例中，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的直径可以是8-15mm。较为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的直径可以是9-14mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的直径可以是10-13mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的直径可以是11-12mm。对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成3-20度。较为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成5-18度夹角。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成7-15度夹角。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成9-13度夹角。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成11-12度夹角。对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是50-140mm。较为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是60-130mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是70-120mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是80-110mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是90-100mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是91-99mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是92-98mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是93-97mm。更为优选地，对应于第一通孔310-1/310-2开设的第四通孔的中心之间的间距可以是94-96mm。在一些实施例中，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为10-150mm。较为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为20-140mm。更为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为30-130mm。更为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为40-120mm。更为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为40-110mm。更为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为60-100mm。更为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为70-90mm。更为优选地，对应于第三通孔开设的第四通孔的直径可以为75-85mm。对应于第三通孔开设的第四通孔的直径大小，可以影响从其中散发热量的多少，进而影响整个温场装置100的温度梯度。因此，改变对应于第三通孔开设的第四通孔的直径大小，可以调节整个温场装置100的温度梯度。同时，通过第一通孔310-1/2及其对应的第四通孔，可以使用自动加料机(图中未示出)自动向埚114中添加反应物料。这可以保持在整个晶体生长过程中，反应物料所产生的浓度梯度保持一致，有利于晶体生长的均匀性和一致性。

在一些实施例中，第二盖板112的厚度可以是20-35mm。较为优选地，第二盖板112的厚度可以是25-30mm。更为优选地，第二盖板112的厚度可以是26-29mm。更为优选地，第二盖板112的厚度可以是27-28mm。在一些实施例中，第二盖板112在温场装置100中的位置可以由第二筒106的长度，以及安装位置决定。当第二筒106足够长时，第二盖板112可以紧贴第一盖板110。第二盖板112也可以与第一盖板110保持有一定的距离。

密封圈120和压环122可以实现第一筒104和第一盖板110之间的密封。在一些实施例中，密封圈120可以用于设置在第一筒104和第一盖板110的连接处，其可以由具有一定弹性的材料制成，例如，硅胶或橡胶。密封圈120的内径可以略小于或等于第一筒114的外径，这样在安装密封圈120时有一个拉伸的效果，可以更加严密的封堵第一筒104和第一盖板110之间的缝隙。在一些实施例中，密封圈120的内径可以是170-440mm。较为优选地，密封圈120的内径可以是200-410mm。更为优选地，密封圈120的内径可以是250-350mm。更为优选地，密封圈120的内径可以是260-340mm。更为优选地，密封圈120的内径可以是270-330mm。更为优选地，密封圈120的内径可以是280-320mm。更为优选地，密封圈120的内径可以是290-310mm。密封圈120的线径可以是5-10mm。较为优选地，密封圈120的线径可以是6-9mm。更为优选地，密封圈120的线径可以是7-8mm。

压环122可以向密封圈120提供固定和压缩的作用。在一些实施例中，压环122的形状可以与第一筒104相匹配，且内径要略大于第一筒104的外径。这样，压环122可以套住第一筒104并且可以移动。压环122上可以设置有对应于第一盖板110上的螺纹孔。在安装时，密封圈120设置于压环122和第一盖板110之间，压环122可以通过螺纹连接第一盖板110，并对密封圈120造成压缩，使其与第一筒104和第一盖板110之间的缝隙的接触面变大并紧密接触，更好实现密封的目的。在一些实施例中，还可以配合其他物品实现密封，例如，真空脂。在安装密封圈120时可以为其涂抹上真空脂以进行更加彻底的密封。在一些实施例中，压环122和第一盖板110还可以通过卡扣连接。在一些实施例中，压环122的外径可以是200-500mm。较为优选地，压环122的外径可以是250-450mm。更为优选地，压环122的外径可以是300-400mm。更为优选地，压环122的外径可以是310-390mm。更为优选地，压环122的外径可以是320-380mm。更为优选地，压环122的外径可以是330-370mm。更为优选地，压环122的外径可以是340-360mm。更为优选地，压环122的外径可以是345-355mm。压环122的内径可以是190-460mm。较为优选地，压环122的内径可以是220-430mm。更为优选地，压环122的内径可以是250-400mm。优选地，压环122的内径可以是280-420mm。更为优选地，压环122的内径可以是300-400mm。优选地，压环122的内径可以是310-390mm。更为优选地，压环122的内径可以是310-390mm。优选地，压环122的内径可以是320-380mm。更为优选地，压环122的内径可以是330-370mm。优选地，压环122的内径可以是340-360mm。更为优选地，压环122的内径可以是345-355mm。压环122的厚度可以是8-15mm。较为优选地，压环122的厚度可以是10-13mm。更为优选地，压环122的厚度可以是11-12mm。

在一些实施例中，温场装置100还可以包括气体出入口124。气体出入口124可以设置在观察件118上，其大小可以与第二通孔420相契合，以形成突出于观察件118的通管。这样，可以方便地连接通气管和/或出气管，以对温场装置100的内部通入气体。

在一些实施例中，在生长晶体时可以应用温场装置100。生长晶体所需的原料在根据反应式进行称重和预处理(例如，高温烘焙、常温混料、等静压压制)后，可以放置于埚114内进行反应。不同晶体的生长条件不同，例如，需要不同的温度梯度。此时，可以改变填装于温场装置100内的填充体108(例如，填装于第二筒106内部的填充体108)的用量和松紧程度，以调节到所需要的温度梯度。例如，填充体108的用量，决定了埚114与感应线圈116的相对位置，继而决定了整个温场的发热中心。同时，填装的填充体108的紧致度高，保温效果越好，形成的温场的稳定性更好，更有利于晶体的生长。在确定填充体108的用量和松紧度后，装配其他部件进行密封。在装配好所有部件后，可以向温场装置100内部通入气体，以及启动辅助设备比如冷却循环泵，向底板102和第一盖板110中的循环冷却通路中通入冷却物质。然后，可以启动晶体生长设备(包括温场装置100)开始进行晶体生长。通入温场装置100内部的气体可以从一个或一个以上的第一通孔(例如，可以首先从一个或以上的气体出入口124)进入。排出温场装置100内部的气体可以其余的第一通孔(例如，可以最后从一个或以上的气体出入口124)排出，也可以从通入气体的第一通孔排出，还可以从第三通孔中排出。在经历籽晶预热、下种、缩颈、放肩、等径、收尾、降温、取晶等工艺后，晶体生长过程完成。

本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)、加入了第一筒，结合填装在第一筒和第二筒之间填充体可以形成一个新的保温层，有效防止第二筒开裂带来的温度突变的问题，提升了温场装置的稳定性和可重复利用次数；(2)、通过调整填充体的填充高度和压紧度可以是实现温场的温度梯度的调整；(3)利用观察件提供了方便观察相对封闭的温场装置的内部情况的解决方法，同时可以通过观察件巧妙地向温场装置中引入流动气体。(4)在晶体生长过程中实现自动加料，达到晶体生长均匀性一致的效果。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

实施例

下面通过具体实施例对本申请做进一步阐述。

实施例1-温场装置100安装

步骤1：将底板102安装于晶体生长炉的安装铝板上，调整底板102的水平度，水平要求0.02；

步骤2：在底板102上安装第二筒106并调整两者之间的同心度与垂直度。第二筒106与底板102的同心度小于0.5mm，垂直度小于0.2度；

步骤3：在底板102上安装第一筒104并调整两者之间的同心度与垂直度。第一筒104与底板102的同心度小于0.5mm，垂直度小于0.2度。安装完毕后使用高温胶密封第一筒104和底板102的连接处，保证正压不漏气；

步骤4：向第一筒104和第二筒106之间的空隙，以及第二筒106的底部填装填充体108，并根据所需生长的晶体的生长条件，确定填装的量和松紧度；

步骤5：在填装于第二筒106底部的填充体108上放置好埚114，埚114的上沿与感应线圈116的上沿之间的垂直间距为-20至6mm。埚114的上沿低于感应线圈116上沿为负，两者齐平为零，埚114的上沿高于感应线圈116上沿为正。垂直间距根据所需生长的晶体的生长条件进行改变；

步骤6：在第二筒106上方安装第二盖板112，并调整第二盖板112与第一筒104以及第二筒106的同心度；

步骤7：安装压环122以及涂抹有真空脂的密封圈120；

步骤8：在第一筒104上方安装第一盖板110，并调整两者之间的同心度，确保第一盖板110上的第一通孔(第一通孔310-1/310-2)与第二盖板112上的对应的第四通孔同一轴线。通过螺纹连接压环122和第一盖板110，压紧密封圈120实现密封，保证正压不漏气；

步骤9：在第一盖板110上安装观察件118，并在气体出入口124上接入通气/出气管。整个温场装置100安装完毕。

实施例2-LYSO晶体生长

采用中频感应加热上提拉法开放式炉膛单晶生长炉生长晶体。按实施例1中的步骤1至步骤5安装好部分温场装置，其中，埚114的直径为120mm。按以下反应式进行物料称重：

其中，x为熔体中掺杂Ce离子的摩尔分数，y为熔体中掺杂Y离子的摩尔分数。反应原料共计9500g。将反应原料装入埚114中后，重新将埚114装回，并调整埚114的位置以及与第二筒106的同心度。完成后安装实施例1中步骤6至步骤9装配好整个温场装置100。随后通入气体，以及循环冷却液。然后向感应线圈116通电以进行升温化料以及晶体生长。晶体生长速度0.5-3mm/h、转速为0.5-15rpm、保持凸界面生长。生长出直径60mm、长度为264mm的LYSO晶体。生成的晶体等径长度200mm、晶体重5000g。晶体外形完整、无开裂无云层、无位错、无结构缺陷、光学性质均匀。

实施例3-LYSO晶体生长

采用中频感应加热上提拉法开放式炉膛单晶生长炉生长晶体。按实施例1中的步骤1至步骤5安装好部分温场装置，其中，埚114的直径为180mm。按以下反应式进行物料称重：

其中，x为熔体中掺杂Ce离子的摩尔分数，y为熔体中掺杂Y离子的摩尔分数。反应原料共计27300g。将反应原料装入埚114中后，重新将埚114装回，并调整埚114的位置以及与第二筒106的同心度。完成后安装实施例1中步骤6至步骤9装配好整个温场装置100。随后通入气体，以及循环冷却液。然后向感应线圈116通电以进行升温化料以及晶体生长。晶体生长速度0.5-3mm/h、转速为0.5-15rpm、保持凸界面生长。生长出直径110mm、长度为275mm的LYSO晶体。生成的晶体等径长度160mm、晶体重13500g。晶体外形完整、无开裂无云层、无位错、无结构缺陷、光学性质均匀。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims

1.一种温场装置，其特征在于，所述温场装置放置于晶体生长炉内，且位于所述晶体生长炉内的感应线圈中；

所述温场装置包括底板、第一盖板、第一筒、第二筒以及填充体；

所述底板设置于所述温场装置底部，覆盖于所述第一筒一开口端；其中，

所述底板厚度为是10-40mm；

所述底板的水平要求小于0.4mm/m，所述水平要求指单位长度的两端之间的高度差；

所述第一盖板设置于所述温场装置顶部，覆盖于所述第一筒另一开口端；其中，所述第一盖板包括：

两个第一通孔，用于进出气体，所述第一通孔的直径为15-30mm，所述两个第一通孔间的距离为70-150mm；

第二通孔，以供提拉杆进出所述温场装置，所述第二通孔位于所述两个第一通孔之间；

所述第二筒设置于所述第一筒内部；

所述填充体填充于所述第二筒内部和所述第二筒和所述第一筒之间的空隙中；

其中，所述第一筒、所述第二筒与所述底板的同心度小于1mm；

所述第一筒、所述第二筒与所述底板的垂直度小于0.2°；

位于所述第二筒内部的填充体至少用于支撑埚并包覆所述埚的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述埚的上沿高出位于所述第二筒内部的填充体的填充高度。

3.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述填充体的填充高度导致其支撑的所述埚的上沿与位于所述温场装置外的感应线圈上沿的垂直间距为0至

50mm，“-”表示所述埚的上沿低于所述感应线圈上沿，“+”表示所述埚的上沿高于所述感应线圈上沿。

4.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述填充体为颗粒状、砖状、和/或毡状，由耐高温材料制成。

5.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述填充体为以下之中的一种或多种：锆砂、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆毡、氧化锆砖、和氧化铝砖。

6.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述填充体的粒度为5-200目。

7.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述第一筒为石英管，或刚玉管，或由耐高温材料制成。

8.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述第一筒的厚度为1-15mm，高度为600-1600mm。

9.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述温场装置进一步包括第二盖板，所述第二盖板设置于所述第一筒内部，覆盖于所述第二筒靠近所述第一盖板的开口端；所述第二盖板上对应于第一盖板通孔的位置处开亦设有通孔。

10.根据权利要求9所述的温场装置，其特征在于，所述第二盖板为氧化铝板或氧化锆板，或由耐高温材料制成。

11.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述气体包括氧气和/或惰性气体中的一种或多种；或者，所述气体包括氧气与惰性气体中的一种和多种的组合；或者，所述气体包括一氧化碳或氢气与惰性气体中的一种和多种的组合。

12.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述气体包括氮气、氩气、氧气、一氧化碳中的一种或多种。

13.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述第一通孔用于观察；

所述第一通孔上设置有观察件；

所述观察件具有与所述第一通孔连通的腔室，且观察件上设置有与所述腔室连通的第三通孔，所述第三通孔用于通过气体；

所述观察件上还设置有观察窗。

14.根据权利要求13所述的温场装置，其特征在于，所述观察窗设置于所述观察件顶部。

15.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述底板或所述第一盖板设置有循环冷却液通路。

16.根据权利要求15所述的温场装置，其特征在于，所述循环冷却液通路的形状包括螺旋状或蛇形状。

17.根据权利要求15所述的温场装置，其特征在于，所述循环冷却液通路的冷却方式包括是液冷、风冷或气冷。

18.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述第一盖板的厚度为40-100 mm。

19.根据权利要求9所述的温场装置，其特征在于，所述第二盖板的厚度为20-35 mm。

20.根据权利要求1所述的温场装置，其特征在于，所述第二筒的厚度为8-30 mm。