CN115537911A - 提拉法制备大尺寸晶体的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种提拉法制备大尺寸晶体的方法和设备，其中提拉法制备大尺寸晶体的方法包括：化料，将配置好的原料熔化并置于坩埚内，调整籽晶杆的位置；晶体生长：等径阶段前，所述坩埚相对加热装置向下移动；等径阶段，所述坩埚停止向下移动后再向上移动；生长结束：提起籽晶杆将晶体拉出或粘连液面。本申请使坩埚相对于加热装置上下移动，使得生长前期和后期均能够获得适合生长结晶的埚位及温度梯度。

Description

提拉法制备大尺寸晶体的方法和设备

技术领域

本发明涉及单晶材料的研发和生产技术领域，具体而言，涉及一种提拉法制备大尺寸晶体的方法和设备。

背景技术

传统提拉法生长晶体存在以下两个缺点：

一是难以兼顾前期和后期的温度梯度需求。

在晶体生长过程中，晶体的后续生长非常依赖前期已经生长出来的晶体表面散热，在晶体内部和生长界面上形成温度梯度，这样才能从物理和化学两方面为生长提供结晶动力。

生长前期液面较高，生长出来的晶体基本都在坩埚口附近，容易向上和向侧面散热，总体散热能力较强，使得晶体内部和生长界面上的温度梯度均较大。虽然这样能提供充足的生长动力，但是过大的梯度容易导致产生较大的热应力，使得生长出来的晶体内部残留应力较大，影响生长晶体内部光学质量，且容易导致晶体炸裂。

这就要求在放肩阶段中后期使用较低的埚位(坩埚相对于加热线圈或发热体的高度位置)，以提高上方坩埚口发热量或其接收的发热体热量，提高上方坩埚口附近坩埚壁的温度，来抑制或补偿此处晶体表面的散热，减小温度梯度，从而减小应力，阻止炸裂，改善晶体内部光学质量。

但同时，生长后期尤其是等径阶段后期，液面下降到较低处，生长出来的晶体较大部分都深入坩埚，导致较大面积的晶体表面的散热受到坩埚壁的加热，以及受到坩埚壁的光滑金属表面的光反射作用，散热变得困难，导致生长后期温度梯度偏低，最终使得生长动力不足，容易产生组分过冷，导致无法保持之前的正常速度结晶生长，甚至无法继续结晶生长。

而这就要求使用较高的埚位，减弱熔体液面上方的坩埚壁发热，以此补偿来加强晶体表面散热能力，提高温度梯度，以提供足够的生长的物理化学结晶动力。

但是，到目前为止，现有常见提拉法温场除了提拉旋转的籽晶杆外，其余部分在生长过程中都是静态不动的。这就需要设计的静态温场必须同时满足生长前期和后期的需求。虽然最后往往都设计成前后相互平衡妥协的结果。但是兼顾妥协的区间是有限的，对于生长尺寸较大的晶体时，就无法达成前后兼顾，这就导致难以生长出优质合格的大尺寸晶体。

二是温场不可调导致其缺乏临场适应性。

由于保温材料、坩埚等在高温下都会出现一定程度不可控的形变，开裂等情况，导致保温效果和设计以及最初安装好时的情况有小幅偏差，虽然这种情况往往可以通过微调埚位来补偿，但温场的设计和安装都是在生长发生前就完全固化，无法在生长中调节埚位，对于这些偏差可以通过埚位调整回来的情况，传统情况也只能浪费大量时间和资源停炉来调节，无法在生长中调节。

虽然坩埚下降法等一些生长方法会移动坩埚，但是在其温场设计和工艺结构下，其坩埚移动只能起到晶体生长进程控制器作用，也就是相当于提拉法控制中的籽晶杆移动的作用，并不具备调节温度梯度的作用。且这些生长方法和提拉法属于不同的生长体系。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提拉法制备大尺寸晶体的方法和提拉法制备大尺寸晶体的方法和设备，解决了生长前期和后期对温度梯度要求相互矛盾的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种提拉法制备大尺寸晶体的方法，包括以下步骤：

化料，将配置好的原料熔化并置于坩埚内，调整籽晶杆的位置；

晶体生长：提拉籽晶杆的同时，在等径阶段前的放肩阶段，使所述坩埚相对加热装置向下移动；在等径阶段前期，使所述坩埚逐渐停止向下移动，等径阶段后期再向上移动；

生长结束：提起籽晶杆将晶体拉出或使得晶体尾部保持粘连液面。

在可选的实施方式中，等径阶段前的放肩阶段，坩埚向下移动的速度为0.1-3mm/h，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段前，坩埚向下移动的速度为0.15-0.3mm/h，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.8-1.2mm/h。

在可选的实施方式中，等径阶段前期，坩埚停止向下移动，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段前期是在等径计划生长长度的60％之前的阶段；

优选地，等径阶段前期，在等径计划生长长度的0～10％以内，所述坩埚逐渐降低向下移动的速度至停止；

优选地，等径阶段前期，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.6-0.8mm/h。

在可选的实施方式中，等径阶段后期，坩埚以0.1-10mm/h速度向上移动，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段后期是在等径计划生长长度的40％之后的阶段；

优选地，等径阶段后期，坩埚以0.1-0.2mm/h速度向上移动；

优选地，经过等径计划生长长度的0～5％长度，坩埚由静止逐渐加速到0.1-0.2mm/h。

优选地，等径阶段后期，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.5-0.8mm/h。

在可选的实施方式中，所述晶体为YAG晶体或LYSO晶体；

优选地，所述晶体为Nd：YAG晶体、Ce：YAG晶体或Ce：LYSO晶体。

第二方面，本发明提供一种用于前述实施方式任意一项所述的提拉法制备大尺寸晶体的方法的设备，包括炉膛、设置在炉膛内的坩埚、支撑坩埚并带动坩埚上下移动的托盘以及能够伸入和拉出坩埚的籽晶杆，所述坩埚周围设置有为坩埚提供热量的热源以及为坩埚保温的保温层，所述热源固定在炉膛内。

在可选的实施方式中，所述炉膛上设置有用于观察晶体生长情况的观察窗，所述保温层上设置有观察孔，所述观察窗的位置和观察孔的位置相适配。

在可选的实施方式中，所述托盘上连接有能够带动托盘上下移动的下电机和监测托盘位移的位移传感器，所述籽晶杆上连接有能够带动籽晶杆上下移动的上电机和监测籽晶杆位移的位移传感器。

在可选的实施方式中，还包括能够根据位移传感器监测到的数据控制上电机和下电机、从而控制托盘和籽晶杆移动方向和速度的控制器。

在可选的实施方式中，所述加热装置为感应加热器或电阻加热器。

本发明实施例的有益效果是：

本申请固定加热装置，设计温场为分离且贴合的结构，使坩埚在不影响保温效果的前提下，相对于加热装置上下移动使得生长前期和后期均能够获得适合生长结晶的埚位及温度梯度，并使得温场具有灵活的、即时的可调节性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明用于提拉法制备大尺寸晶体的设备的一种结构示意图(感应加热器)；

图2为本发明用于提拉法制备大尺寸晶体的设备的另一种结构示意图(电阻加热器)。

图标：100-炉膛；110-坩埚；120-托盘；130-籽晶杆；140-加热装置；150-保温层；151-观察孔；160-观察窗；170-下电机；180-上电机；190-控制器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种提拉法制备大尺寸晶体的方法，包括以下步骤：

化料，将配置好的原料熔化并置于坩埚110内，调整籽晶杆130的位置；

晶体生长：提拉籽晶杆130的同时，在等径阶段前，使所述坩埚110相对加热装置140向下移动；在等径阶段，使所述坩埚110停止向下移动后再向上移动；

生长结束：提起籽晶杆130将晶体拉出或使得晶体尾部保持粘连液面。

本申请使坩埚110相对于加热装置140上下移动，使得生长前期和后期均能够获得适合生长结晶的埚位及温度梯度；且在化料阶段，也可以根据需要对锅位进行调整。

在不影响坩埚移动的基础上，坩埚与邻近坩埚的加热装置或保温层之间的缝隙可以尽量小，以保证保温效果。在感应加热方式下，线圈位置固定，在不影响保温效果的前提下，由托盘带动坩埚可相对相对线圈作上下运动；在电阻加热方式下，发热体位置固定，在不影响保温效果的前提下，由托盘带动坩埚可相对发热体作上下运动。

尤其是对于生长掺杂晶体来说，由于大部分稀土等掺杂离子分凝系数小于1，导致生长后期熔体浓度越来越高，对晶体生长的结晶动力要求也越来越大，也就是需要更大的温度梯度，这就要求使用更高的埚位，进行更大幅度的补偿。

在本申请的其他实施例中，等径阶段前，坩埚110向下移动的速度为0.1-3mm/h，籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段前，坩埚110向下移动的速度为0.15-0.3mm/h，籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度为0.8-1.2mm/h。

在生长前期，即等径阶段前的引晶、放肩直至转肩的阶段，随着生长进度，坩埚110以一定速度缓慢均匀下降，这个速率根据具体工艺不同，下降范围一般在0.1-3mm/h，使得引晶后前期生长出来的晶体虽然散热表面迅速加大，但由于埚位下降，使得周围坩埚110壁温度逐渐升高，适当抑制补偿，使得散热效果和温度梯度保持在适合当前生长结晶的范围内。

籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度相当于传统工艺中单纯籽晶杆130提拉的速度，一般范围为0.1-5mm/h。

在本申请的其他实施例中，等径阶段前期，坩埚110停止向下移动，籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段前期是在等径计划生长长度的60％之前的阶段；

优选地，等径阶段前期，所述坩埚110逐渐降低向下移动的速度至停止；

优选地，等径阶段前期，籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度为0.6-0.8mm/h。

在生长中期，即等径阶段前期，坩埚110可停止移动，以保持晶体生长速率，这个相对速度根据具体工艺不同，一般范围为0.1-5mm/h。

即便采用控制器190对坩埚110和籽晶杆130的移动进行控制，也无法保证坩埚110和籽晶杆130完全同步，为了减少坩埚110和籽晶杆130不同步带来的籽晶杆130和坩埚110内熔体液面的错位，优选的坩埚110经过经过数毫米或数十毫米的减速后，缓慢平稳的逐渐降低移动速度直至停止，使得籽晶杆130能够以预设速度相对坩埚110移动。

在本申请的其他实施例中，等径阶段后期，坩埚110以0.1-10mm/h速度向上移动，籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段后期是在等径计划生长长度的40％之后的阶段；

优选地，等径阶段后期，坩埚110以0.1-0.2mm/h速度向上移动；

优选地，等径阶段后期，籽晶杆130相对坩埚110的提拉速度为0.5-0.8mm/h。

在生长后期，即等径阶段后期，例如优选的在等径极化生长长度的40％-100％长度的阶段以及收尾阶段，埚位上升，根据工艺不同上升速率范围为0.1-10mm/h，使得坩埚110壁相对线圈或发热体电阻等加热装置140位置升高，坩埚110壁温度逐渐降低，坩埚110壁中间的晶体散热增强，温度梯度逐渐提高，以适应后期生长结晶需求。而籽晶杆130继续做向上运动，保持晶体的稳定生长，这个速度根据具体工艺不同，一般范围为0.1-5mm/h。

在本申请的其他实施例中，所述晶体为提拉法生长的晶体，包括但不限于YAG晶体或LYSO晶体；

优选地，所述晶体为Nd：YAG晶体、Ce：YAG晶体或Ce：LYSO晶体。

本实施例提供一种用于前述实施例的设备，如图1和图2所示，包括炉膛100、设置在炉膛100内的坩埚110、支撑坩埚110并带动坩埚110上下移动的托盘120以及能够伸入和拉出坩埚110的籽晶杆130，所述坩埚110周围设置有为坩埚110提供热量的加热装置140以及为坩埚110保温的保温层150，所述加热装置140固定在炉膛100内。

本申请采用加热装置140固定、坩埚110移动的方式，主要是由于：

1、加热装置140的线圈移动易导致电流不稳而影响生长。由于线圈是重要的通电加热部件，加热的稳定性受线圈中电流稳定性直接影响，所以一般采取固定线圈和固定式硬连接的方式。而如果移动线圈，则只能放弃电流稳定性最好的硬连接方式，导致加热效果不稳定，对晶体生长带来非常不利的影响。

2、加热装置140的线圈移动则无法稳定线圈。由于使用中频交变电流在高温工作，所以工作状态下的线圈往往一方面会产生振动，另一方面会因为受热产生应力和变形。所以一般固定线圈会采取一些措施进一步固定措施，以抑制振动和变形。而移动线圈的技术方案无法固定线圈，难以对振动和变形进行有效抑制。

3、加热装置140的线圈移动则线圈密封困难。工作中的线圈一般都会采取利用中空材料制作，在其中通水冷却。固定和硬连接线圈的接头就容易保证水密性，而移动且因此放弃了接头硬连接方式的线圈，在炉内高温环境下，很难保证其可动接头处的水密性，在实际工程应用中非常容易造成线圈接头漏水。

在本申请的其他实施例中，所述炉膛100上设置有用于观察晶体生长情况的观察窗160，所述保温层150上设置有观察孔151，所述观察窗160的位置和观察孔151的位置相适配，方便观察晶体生长情况。

在本申请的其他实施例中，所述托盘120上连接有能够带动托盘120上下移动的下电机170和监测托盘120位移的位移传感器，所述籽晶杆130上连接有能够带动籽晶杆130上下移动的上电机180和监测籽晶杆130位移的位移传感器。

在本申请的其他实施例中，还包括能够根据位移传感器监测到的数据控制上电机180和下电机170、从而控制托盘120和籽晶杆130移动方向和速度的控制器190。

相比以前的提拉法生长炉，本申请中托盘120连接由控制器190控制的下电机170，并配有位移传感器。该控制器190同时控制上方籽晶杆130和下方升降杆的运动，上下运动均配有位移传感器监控，有利于提高控制精度。本实施例中的控制器190可以采用PLC控制器190。传感器数据被读入电脑，而上下电机均通过连接带PLC控制器的电脑，受电脑程序精确控制，从而精确控制托盘和籽晶杆的移动方向和移速。电脑程序本领域技术人员可以根据具体需求进行设定。

在本申请的其他实施例中，所述加热装置140为感应加热器或电阻加热器。

对感应加热型温场，固定感应加热线圈的位置，并使得坩埚110和保温材料置于带升降杆的下方托盘120上，且可相对线圈做上下运动。

而对电阻发热型温场，固定作为发热体的发热电阻和侧方保温材料位置，并使得坩埚110和坩埚110下方的保温材料置于带升降杆的下方托盘120上，且可相对发热电阻作上下运动。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1：

在感应炉提拉法生长直径120mm长度300mm的5％原料浓度的Nd：YAG晶体中，原始温场较为注重保证后期温梯，前期生长温度梯度过大，容易出现放肩阶段应力过大导致炸裂，炸裂率高达30～40％。

使用本发明改造温场和生长炉后，放肩阶段下电机170下降速率0.16mm/h，上电机180相对下电机170提拉速率1.2mm/h，等径0-150mm阶段下电机170不动，上电机180提拉速率0.6mm/h，等径150-300mm和收尾阶段下电机170上升速率0.1mm/h，上电机180相对下电机170提拉速率0.5mm/h。结果生长晶体前期放肩阶段不再容易炸裂，炸裂率降低到20％以下。

实施例2：

感应炉提拉法生长直径60mm长度100mm的1％原料浓度的Ce：LYSO晶体时较容易生长，但生长直径90mm长度150mm的3％原料浓度晶体时，在温场设计上总是难以兼顾前后期，既容易出现前期放肩炸裂和内部包杂，又容易出现生长等径末期出现核心发散和组分过冷的现象，多次生长失败。

使用本发明改造温场和生长炉后，放肩阶段下电机170下降速率0.3mm/h，上电机180相对下电机170提拉速率0.8mm/h，等径0-60mm阶段下电机170不动，上电机180提拉速率0.8mm/h，等径150-300mm和收尾阶段下电机170上升速率0.2mm/h，上电机180相对下电机170提拉速率0.8mm/h。成功连续多炉获得优质晶体。

对比例1：

与实施例1的区别仅在于，化料阶段调整好坩埚110位置后，坩埚110不再移动。

对比文件1中生长晶体的炸裂率达到了30～40％，实施例1的炸裂率降低到20％以内。由于实施例减少了组分过冷造成的散射和内应力，在所得未炸裂晶体中，A级单晶良品率较对比例1提高了13％，从41％提高到了54％。

对比例2：

与实施例2的区别在于，化料阶段调整好坩埚110位置后，坩埚110不再移动。

对比文件2中生长晶体包杂较多，等径阶段包杂长度平均占据等径长度的20％左右，实施例2将包杂所占长度降低到10％以下，增加了可取产品的有效长度。

对比例3：

与实施例1的区别仅在于，坩埚110固定不动，加热线圈可上下移动。

对比例3中，由于线圈震动、加热不稳定等原因，影响加热效果，从而使得得到晶体炸裂率超过70％，并且由程控记录到加热功率在线圈移动过程中出现幅度10瓦以上的非受控波动，而该波动幅度已经大幅超出生长容许范围，并且出现了活动连接处漏水的情况，直接导致无法继续生长。对比例4：

与实施例1的区别仅在于，坩埚110持续向下移动，移动速率0.16mm/h。

对比例4得到晶体等径中后部分均出现了组分过冷，应力发散导致的内部质量低下，甚至炸裂炸裂率超过40％，得晶中A级单晶良品率低于20％。

本申请对温度的调整灵活方便。以往在化料阶段，即便观察到液流线异常或不合适，要调整就必须降温冷却出炉，不但白白耗费几天的升降温和冷却时间，更关键是调整完毕后再升温化料，液流线和温度梯度也很难一次调整到理想状态，要达到理想状态往往需要多次调整。而本发明可不用停炉，即可对坩埚110位置进行调整，使得生长开始的坩埚110位置及其形成的温度梯度适宜结晶生长，而且这种调整结果根据温场不同，只需要经过0.2-2小时的热平衡，即可观察到调整结果是否理想，所以可以在几个小时内迅速将温场调整至理想状态。

本申请坩埚移动可以同时适应前期和后期生长需求。以往的生长方法，难以满足生长前期和后期对温场埚位的不同需求，使得生长出来的晶体往往前期出现温度梯度过大导致的应力大，易包杂等现象，而生长后期又往往因温度梯度过小导致组分过冷、核心发散等问题。前后相互妥协的平衡调整在生长晶体尺寸较大的情况下，往往难以兼顾。使用本发明后，解决了生长前期和后期对温度梯度要求相互矛盾的问题，温场设计不再因此需要做妥协性调整，即可使得生长前期和后期均获得适合生长结晶的埚位及其形成的温度梯度，尤其适合生长前期和后期对温场要求差异较大的大尺寸晶体。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提拉法制备大尺寸晶体的方法，其特征在于，包括：

化料，将配置好的原料熔化并置于坩埚内，调整籽晶杆的位置；

晶体生长：等径阶段前的放肩阶段，所述坩埚相对加热装置向下移动；等径阶段，所述坩埚停止向下移动后再向上移动；

生长结束：提起籽晶杆将晶体拉出或使得晶体尾部保持粘连液面。

2.根据权利要求1所述的提拉法制备大尺寸晶体的方法，其特征在于，等径阶段前的放肩阶段，坩埚向下移动的速度为0.1-3mm/h，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段前，坩埚向下移动的速度为0.15-0.3mm/h，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.8-1.2mm/h。

3.根据权利要求1所述的提拉法制备大尺寸晶体的方法，其特征在于，等径阶段前期，坩埚停止向下移动，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段前期是在等径计划生长长度的60％之前的阶段；

优选地，等径阶段前期，在等径计划生长长度的0～10％以内，所述坩埚逐渐降低向下移动的速度至停止；

优选地，等径阶段前期，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.6-0.8mm/h。

4.根据权利要求1所述的提拉法制备大尺寸晶体的方法，其特征在于，等径阶段后期，坩埚以0.1-10mm/h速度向上移动，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.1-5mm/h；

优选地，所述等径阶段后期是在等径计划生长长度的40％之后的阶段；

优选地，等径阶段后期，坩埚以0.1-0.2mm/h速度向上移动；

优选地，经过等径计划生长长度的0～5％长度，坩埚由静止逐渐加速到0.1-0.2mm/h；

优选地，等径阶段后期，籽晶杆相对坩埚的提拉速度为0.5-0.8mm/h。

5.根据权利要求1所述的提拉法制备大尺寸晶体的方法，其特征在于，所述晶体为YAG晶体或LYSO晶体；

优选地，所述晶体为Nd：YAG晶体、Ce：YAG晶体或Ce：LYSO晶体。

6.一种用于权利要求1-5任意一项所述的提拉法制备大尺寸晶体的方法的设备，其特征在于，包括炉膛、设置在炉膛内的坩埚、支撑坩埚并带动坩埚上下移动的托盘以及能够伸入和拉出坩埚的籽晶杆，所述坩埚周围设置有为坩埚提供热量并固定在炉膛内的加热装置以及为坩埚保温的保温层。

7.根据权利要求6所述的提拉法制备大尺寸晶体的设备，其特征在于，所述炉膛上设置有用于观察晶体生长情况的观察窗，所述保温层上设置有观察孔，所述观察窗的位置和观察孔的位置相适配。

8.根据权利要求6所述的提拉法制备大尺寸晶体的设备，其特征在于，所述托盘上连接有能够带动托盘上下移动的下电机和监测托盘位移的位移传感器，所述籽晶杆上连接有能够带动籽晶杆上下移动的上电机和监测籽晶杆位移的位移传感器。传感器数据被读入电脑，而上下电机均通过连接带PLC控制器的电脑，受电脑程序精确控制，从而精确控制托盘和籽晶杆的移动方向和移速。电脑程序根据具体工艺进行设定。

9.根据权利要求8所述的提拉法制备大尺寸晶体的设备，其特征在于，还包括能够根据位移传感器监测到的数据控制上电机和下电机、从而控制托盘和籽晶杆移动方向和速度的控制器。

10.根据权利要求6所述的提拉法制备大尺寸晶体的设备，其特征在于，所述加热装置为感应加热器或电阻加热器。

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