CN204237887U - 高压原位合成多功能晶体生长系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压原位合成多功能晶体生长系统，涉及晶体生长装置技术领域。所述晶体生长系统包括压力控制系统、电气控制系统、冷却循环系统、速度控制系统、炉内件清洗系统、磁场系统、真空密封系统、真空系统和炉体，所述炉体包括炉底座、炉腔和炉顶盖，所述晶体生长系统还包括籽晶杆升降机构、挥发性元素放置源升降旋转系统、挥发性元素放置源重量感应器、测温系统、坩埚杆旋转升降机构和炉体升降系统、带刻度的坩埚等系统。在所述系统适用于III-V和II-IV族化合物半导体的合成与晶体生长，尤其适用于含有挥发性元素的二元或者多元熔体的合成及成分的精确控制，可适用于多种不同的晶体生长方法，具有使用方便，控制精确度高的特点。

Description

高压原位合成多功能晶体生长系统

技术领域

本实用新型涉及晶体生长装置技术领域，尤其涉及一种高压原位合成多功能晶体生长系统。

背景技术

含有挥发性元素的半导体材料（如磷化铟、磷化镓和砷化镓等）在太赫兹、光通信、微波、毫米波器件、抗辐射太阳能电池、制导与导航等许多高技术领域有着广泛的应用。高质量、大尺寸的半导体单晶是这些应用的基础。而对于含有易挥发元素的注入合成过程来说，传统的高压合成炉并不能实现熔体成分的精确控制。熔体配比情况直接影响着晶体质量，尤其对于大直径、长尺寸的晶体，将出现很大的晶体浪费，目前尚缺乏合成过程合成效果的监测系统。合成过程中，熔体的温度也直接影响着合成的好坏。因而熔体成分的控制需要对熔体温度进行较为精确的控制。目前大质量的多晶料合成也需要精确控制熔体的温度和熔体内的热场分布。

另外，不同的晶体生长方式有不同的优势，如LEC法（液封直拉法）生长工艺的成晶率高，生长效率高；原位合成LEC法生长晶体的纯度较高；VGF法（垂直梯度凝固法）生长晶体的位错密度低等。在一个系统中可以实现多种晶体工艺的生长也可以节约生产成本。因此，需要能够克服上述已知系统的新的晶体生长系统。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高压原位合成多功能晶体生长系统，所述系统适用于III-V和II-IV族化合物半导体的合成与晶体生长，尤其适用于含有挥发性元素的二元或者多元熔体的合成，可适用于多种不同的晶体生长方法，具有使用方便，控制精确度高的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种高压原位合成多功能晶体生长系统，所述晶体生长系统包括压力控制系统、电气控制系统、冷却循环系统、速度控制系统、炉内件清洗系统、磁场系统、真空密封系统、真空系统和炉体，所述炉体包括炉底座、炉腔和炉顶盖，其特征在于：所述晶体生长系统还包括籽晶杆升降机构、挥发性元素升降旋转系统、测温系统、坩埚杆旋转升降机构和炉体升降系统，所述炉体升降系统中的升降缸一端与炉体支架固定连接，所述升降缸的动力输出端与支撑板固定连接，籽晶杆升降机构立柱固定在支撑板上，所述籽晶杆升降机构通过籽晶杆升降机构立柱进行固定，连接管的一端与支撑板固定连接，连接管的另一端与炉顶盖固定连接并与炉腔相联通，籽晶杆的一端与籽晶杆升降机构的动力输出端连接，籽晶杆的另一端经连接管进入炉腔；所述挥发性元素升降旋转系统和测温系统固定在所述炉顶盖上，挥发性元素升降旋转系统上的挥发性元素放置源位于炉腔内，挥发性元素放置源在所述挥发性元素升降旋转系统的动力作用下可升降和旋运动，所述测温系统的测温部件延伸至炉腔内，并在测温系统动力的作用下可升降运动，用于测量炉腔内不同位置的温度，坩埚杆旋转升降机构固定在炉体支架上，坩埚杆旋转升降机构的动力输出端与坩埚杆的一端固定连接，坩埚杆在坩埚杆旋转升降机构的带动下可升降和旋转运动。

进一步的技术方案在于：所述炉腔内设有坩埚、石墨托、加热器、坩埚杆和石墨毡，所述坩埚杆的一端位于炉底座之外，坩埚杆的另一端延伸至炉腔内，石墨托与坩埚杆固定连接，所述坩埚位于石墨托上，所述坩埚的外周设有加热器，坩埚与加热器保持间隔设置，所述加热器与炉腔的内壁之间设有石墨毡，所述坩埚上设有刻度线。

进一步的技术方案在于：所述加热器包括上加热器，中加热器和下加热器。

进一步的技术方案在于：所述籽晶杆上设有第一重量传感器，所述籽晶杆的出料口朝向所述坩埚。

进一步的技术方案在于：所述挥发性元素升降旋转系统包括升降电机、支座、第一丝杠、旋转电机、升降座、第一密封组件、放置源杆、挥发性元素放置源、放置源管和第二重量传感器，所述升降电机通过支座固定在炉顶盖上，第一丝杠的一端与升降电机的动力输出端固定连接，所述升降座通过丝母与第一丝杠连接，第一丝杠的另一端与炉顶盖轴连接，所述旋转电机固定在升降座上，放置源杆的外周设有第一密封组件，所述第一密封组件与炉顶盖固定连接，所述放置源杆的一端与旋转电机的动力输出端连接，放置源杆的另一端与位于炉腔内部的挥发性元素放置源固定连接，所述放置源管与所述挥发性元素放置源相连通，并向炉腔的内部延伸，挥发性元素放置源内部装有挥发性元素，通过放置源管将挥发性元素注入熔体中，用于多晶合成，所述重量传感器用于测量挥发性元素放置源内的挥发性元素的质量。

进一步的技术方案在于：挥发性元素放置源上的第二重量传感器数值与坩埚上设有刻度线综合考虑可以精确计算合成熔体的成分及合成效率，并实现熔体成分的精确控制。

进一步的技术方案在于：所述支座、第一丝杠、升降座和放置源杆均用不锈钢制成；挥发性元素放置源、放置源管均用高纯石英制成。

进一步的技术方案在于：所述测温系统包括固定台、位置指针、标尺、热偶管、第二密封组件、第二丝杠、升降架、传动组件、动力源和热偶丝，所述固定台为中空部件，固定在炉顶盖上，第二丝杠位于固定台内，第二丝杠的一端与炉顶盖轴连接，所述传动组件固定在所述第二丝杠上，所述动力源位于固定台的外侧，动力源的动力输出端与传动组件相啮合，所述升降架通过第二丝母与丝杠配合，热偶管的一端与升降架固定连接，热偶管的另一端延伸至炉腔内，热偶管与所述炉顶盖的交汇处设有第二密封组件，所述位置指针固定在所述升降架上，所述标尺固定在所述固定台上，所述标尺与所述位置指针相对设置，所述热偶丝位于所述热偶管内并延伸至炉腔内。

进一步的技术方案在于：所述动力源为调节手柄或电动机。

进一步的技术方案在于：所述固定台固定于炉顶盖上方，呈90°垂直，固定台上配有限位装置，且一侧为开放式设计，设有观察口。

进一步的技术方案在于：所述固定台、位置指针、标尺和升降架均为不锈钢材质，所述热偶管为刚玉材料制成。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述挥发性元素升降旋转系统可上下升降和水平旋转，完成挥发性元素的注入，保证在高压情况下炉体密闭，防止高压下气体泄漏，提高合成晶体的材料纯度，有助于减少杂质补偿，提高材料迁移率，合成前可移入多晶熔体，合成后可移出掺杂好挥发元素的多晶熔体，保证有足够的空间用于晶体生长，提供较大的观察视野。

所述测温系统可监控和测量熔体内不同位置的温度，进行在线精确测量，得到炉腔和多晶熔体的实际温度，从而改善加热器和保温系统的结构、调节加热器功率，建立良好的热场，使多晶熔体内温度梯度更加合理，生长出残余应力小、位错密度低、电学参数均匀的高质量多晶体，并能利用测量温度与相关仿真模拟软件的模拟温度进行对比。 

所述系统适用于III-V和II-IV族化合物半导体的合成与晶体生长，尤其适用于含有挥发性元素的二元或者多元熔体的合成，可适用于多种不同的晶体生长方法，具有使用方便，控制精确度高的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型在原位法合成多晶时炉体的结构示意图；

图3是本实用新型中挥发性元素升降旋转系统的结构示意图；

图4是本实用新型中测温系统的结构示意图；

图5是本实用新型在原位合成连续LEC法晶体生长时炉体的结构示意图；

图6是本实用新型在多晶料LEC法单晶生长时炉体的结构示意图；

图7是本实用新型在VGF法和DS法单晶生长时炉体的结构示意图；

其中：1、籽晶杆升降机构 2、挥发性元素升降旋转系统 21、升降电机22、支座 23、第一丝杠 24、旋转电机 25、升降座 26、第一密封组件 27、放置源杆 28、挥发性元素放置源 29、放置源管 210、第二重量传感器 3、测温系统 31、固定台 32、位置指针 33、标尺 34、热偶管 35、第二密封组件 36、第二丝杠 37、升降架 38、传动组件 39、动力源 310、热偶丝 4、坩埚杆旋转升降机构 5、炉体升降系统 6、底座 7、炉腔 8、炉顶盖 9、炉体支架 10、支撑板 11、籽晶杆升降机构立柱 12、连接管 13、籽晶杆 14、坩埚杆 15、坩埚 16、石墨托 17、加热器 171、上加热器 172、中加热器173、下加热器 18、石墨毡 19、第一重量传感器 20、晶体。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-2所示，本实用新型公开了一种高压原位合成多功能晶体生长系统，所述晶体生长系统包括压力控制系统、电气控制系统、冷却循环系统、速度控制系统、炉内件清洗系统、磁场系统、真空密封系统、真空系统和炉体，所述炉体包括炉底座6、炉腔7和炉顶盖8，以上内容可以与现有技术相同，在此不做赘述。

本实用新型与现有技术的不同之处在于：如图1-2所示，所述晶体生长系统还包括籽晶杆升降机构1、挥发性元素升降旋转系统2、测温系统3、坩埚杆旋转升降机构4和炉体升降系统5。炉腔内充入氩气，炉体压力可以在0-9.6MPa内调整。所述炉体升降系统5用于根据需要升降炉体，所述炉体升降系统5中的升降缸一端与炉体支架9固定连接，所述升降缸的动力输出端与支撑板10固定连接。籽晶杆升降机构1用于升降籽晶杆，籽晶杆升降机构立柱11固定在支撑板10上，所述籽晶杆升降机构1通过籽晶杆升降机构立柱11进行固定，连接管12的一端与支撑板10固定连接，连接管12的另一端与炉顶盖8固定连接并与炉腔7相联通，籽晶杆13的一端与籽晶杆升降机构1的动力输出端连接，籽晶杆13的另一端经连接管12进入炉腔7。所述籽晶杆13上设有第一重量传感器19，所述籽晶杆13的出料口朝向所述坩埚15。第一重量传感器19可以计算生长过程中生长晶体的质量。

所述炉腔内设有坩埚15、石墨托16、加热器17、坩埚杆14和石墨毡18。所述坩埚杆14的一端位于炉底座6之外，坩埚杆14的另一端延伸至炉腔7内，石墨托16与坩埚杆14固定连接，所述坩埚15位于石墨托16上，所述坩埚15的外周设有加热器17，坩埚15与加热器17保持间隔设置，所述加热器17与炉腔7的内壁之间设有石墨毡18，所述加热器17包括上加热器171，中加热器172和下加热器173，加热器采用多段加热装置，可以精确调整加热区域的温度分度及坩埚内的熔体分布，控制原位合成过程和晶体生长过程。所述坩埚15上设有刻度线，用于观察晶体液面高度。带有刻度的大尺寸坩埚，可以随时根据熔体液面的刻度计算原位合入磷等挥发性元素的质量。

所述挥发性元素升降旋转系统2和测温系统3固定在所述炉顶盖8上，挥发性元素升降旋转系统2上的挥发性元素放置源28位于炉腔7内，挥发性元素放置源28在所述挥发性元素升降旋转系统2的动力作用下可升降和旋运动。所述测温系统3的测温部件延伸至炉腔7内，并在测温系统动力的作用下可升降运动，用于测量炉腔内不同位置的温度，坩埚杆旋转升降机构4固定在炉体支架9上，坩埚杆旋转升降机构4的动力输出端与坩埚杆14的一端固定连接，坩埚杆14在坩埚杆旋转升降机构4的带动下可升降和旋转运动。

如图3所示，所述挥发性元素升降旋转系统包括升降电机21、支座22、第一丝杠23、旋转电机24、升降座25、第一密封组件26、放置源杆27、挥发性元素放置源28、放置源管29和第二重量传感器210，所述挥发性元素放置源28用于放置磷或砷和硫等挥发性元素。所述支座22、第一丝杠23、升降座25和放置源杆27均用不锈钢制成；挥发性元素放置源28、放置源管29均用高纯石英制成。

所述升降电机21通过支座22固定在炉顶盖8上，第一丝杠23的一端与升降电机21的动力输出端固定连接，所述升降座25通过丝母与第一丝杠23连接，第一丝杠23的另一端与炉顶盖8轴连接，所述旋转电机24固定在升降座25上，放置源杆27的外周设有第一密封组件26，所述第一密封组件26与炉顶盖8固定连接，所述放置源杆27的一端与旋转电机24的动力输出端连接，放置源杆27的另一端与位于炉腔内部的挥发性元素放置源28固定连接。所述放置源管29与所述挥发性元素放置源28相连通，并向炉腔的内部延伸，挥发性元素放置源28内部装有挥发性元素，通过放置源管29将挥发性元素注入熔体中，用于多晶合成，所述重量传感器210用于测量挥发性元素放置源28内的挥发性元素的质量。

所述挥发性元素升降旋转系统可上下升降和水平旋转，完成挥发性元素的注入，保证在高压情况下炉体密闭，防止高压下气体泄漏，提高合成晶体的材料纯度，有助于减少杂质补偿，提高材料迁移率，合成前可移入多晶熔体，合成后可移出掺杂好挥发元素的多晶熔体，保证有足够的空间用于晶体生长，提供较大的观察视野。

如图4所示，所述测温系统包括固定台31、位置指针32、标尺33、热偶管34、第二密封组件35、第二丝杠36、升降架37、传动组件38、动力源39和热偶丝310，所述动力源39为调节手柄或电动机。所述固定台31、位置指针32、标尺33和升降架37均为不锈钢材质，所述热偶管34为刚玉材料制成。

所述固定台31为中空部件，固定于炉顶盖8上方，呈90°垂直，固定台31上配有限位装置，且一侧为开放式设计，设有观察口。第二丝杠36位于固定台31内，第二丝杠36的一端与炉顶盖8轴连接，所述传动组件38固定在所述第二丝杠36上。所述动力源39位于固定台31的外侧，动力源39的动力输出端与传动组件38相啮合，所述升降架37通过丝母与第二丝杠36配合，热偶管34的一端与升降架37固定连接，热偶管34的另一端延伸至炉腔内，热偶管34与所述炉顶盖8的交汇处设有第二密封组件35。所述位置指针32固定在所述升降架37上，所述标尺33固定在所述固定台31上，所述标尺33与所述位置指针32相对设置，所述热偶丝310位于所述热偶管34内并延伸至炉腔内。

所述测温系统可监控和测量熔体内不同位置的温度，进行在线精确测量，得到炉腔和多晶熔体的实际温度，从而改善加热器和保温系统的结构、调节加热器功率，建立良好的热场，使多晶熔体内温度梯度更加合理，生长出残余应力小、位错密度低、电学参数均匀的高质量多晶体，并能利用测量温度与相关仿真模拟软件的模拟温度进行对比。

炉腔主室的直径为700mm，整个炉体高1330mm。设备投料量最高可达15-20 Kg，可拉制3～6″单晶。炉腔最高耐压为9.6 MPa，最高熔炼温度可达1500℃。所述生长系统可以实现整个合成系统的自动运行，通过挥发性元素升降旋转系统和带有刻度的大尺寸坩埚的刻度变化精确控制合入量，可以用于高压原位合成20Kg多晶料、高压原位合成LEC法连续单晶生长、单个和多个VGF单晶生长及定向凝固。

本实用新型适用于III-V和II-IV族化合物半导体的合成与晶体生长，如：磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、磷化铝(AlP)、锑化镓(GaSb)、锑化铝(AlSb)、砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb)、砷化铝(AlAs)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碲化镉(CdTe)、硒化铅(PbSe)、碲化铅(PbTe)、氧化锌(ZnO)、硒化锌(ZnSe)或者碲化锌(ZnTe)等，尤其适用于磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)、磷化铝(AlP)等含有挥发性元素且需在高压高温体系中合成与生长的化合物。合成过程中炉腔内充入的保护气体要大于配比熔体中挥发元素的饱和蒸汽压。

下面以磷化铟为例，详细介绍使用该系统不同晶体制造工艺的应用。

应用例一，如图2所示为使用所述系统的原位法合成多晶料炉体的结构示意图。

将装有红磷的挥发性元素升降旋转系统放入炉腔内，加热器由上加热器，中加热器和下加热器构成。加热器外部用石墨毡进行保温。坩埚至于石墨托之上，其可以随坩埚杆进行升降和转动。将纯铟放入坩埚中，同时放入掺杂剂。然后在放入氧化硼。关闭炉体，抽真空至5Pa，充入高纯氩气至2.0MPa。对加热器进行加热，坩埚转动。加热至该化合物半导体的熔点之上50K，通过测温系统直接测定熔体的温度。然后将挥发性元素升降旋转系统中的放置源管插入熔体中，对磷源炉进行加热。红磷受热液化或挥发，以液态或者气态的形式注入至熔体中。液态或气态的磷与熔体迅速反应形成合金熔体。在注入过程中，部分与熔体为反应的磷会以气态的形式溢出。第二重量传感器可以记录注入磷的量从而控制熔体的化学配比情况，同时坩埚上的刻度也可以估计熔体的化学配比情况。二者结合可以较为精确地判断熔体的化学配比情况。当达到该化合物的化学配比时，挥发性元素升降旋转系统提起，合成结束。停止加热，降温至常温，取出多晶料，清理炉体。

应用例二，如图5所示为原位合成连续LEC晶体生长法时炉体的结构示意图。

在应用例一的基础上，合成获得化学配比的熔体时，挥发性元素升降旋转系统提起，并转动远离坩埚上部，调节三段加热器功率，以便获得熔体下部温度高表面温度低的负温度梯度。将带有籽晶的籽晶杆降下，直至籽晶浸入合金熔体中，逐步减少三段加热器的功率，直至籽晶头部开始长出晶体，之后提拉籽晶杆，为保证热场和液面的稳定，坩埚杆开始上升。随着提拉和熔体的温度的降低，晶体长出。第一重量传感器可以估计长出晶体的质量。当晶体生长到足够尺寸，晶体拉出热区。停止加热，降温至常温，取出单晶，清理炉体。

应用例三，如图6所示为多晶料LEC法单晶生长时炉体的结构示意图。

将磷化铟或者其他的III-V和II-IV族化合物多晶料和掺杂剂至于坩埚中，然后将氧化硼放入坩埚内。关闭炉体，抽真空至5Pa，充入高纯氩气至2.0MPa。对加热器进行加热，加热至该化合物半导体的熔点之上50-100K，通过测温系统直接测定熔体的温度，调节三段加热器功率，以便获得熔体下部温度高表面温度低的负温度梯度。将带有籽晶的籽晶杆降下，直至籽晶浸入合金熔体中，减少加热器的功率，直至籽晶头部开始长出晶体，之后提拉籽晶杆,随着提拉和熔体的温度的降低，晶体长出。第一重量传感器可以估计长出晶体的质量。当晶体生长到足够尺寸，晶体拉出热区。停止加热，降温至常温，取出单晶，清理炉体。

应用例四，如图7所示为VGF法和DS法（定向凝固法）单晶生长时炉体的结构示意图。

将装有籽晶、多晶料、氧化硼及掺杂剂的坩埚放置在石墨托上。关闭炉体，抽真空至5Pa，充入高纯氩气至2.0MPa。对加热器进行加热，氧化硼开始软化，然后覆盖住多晶料，当温度超过多晶料的熔点时，多晶料开始熔化，加热至熔点之上，通过测温系统直接测定熔体的温度，调节三段加热器功率，以便获得熔体上部温度高表面温度高的温度梯度。此时由于高温籽晶部分会熔化，但是由于籽晶低端温度较低，此时熔体中存在温度梯度，会保留部分籽晶。保温1.5小时后，坩埚以10-15转的速度旋转，同时降低逐步降低整个加热系统的功率或者坩埚杆向下移动（VGF和DS法单晶生长），由于靠近籽晶端的温度优先降低，籽晶开始长大，当达到预定尺寸时。生长结束，停止加热，降温至常温，取出单晶，清理炉体。

所述系统适用于III-V和II-IV族化合物半导体的合成与晶体生长，尤其适用于含有挥发性元素的二元或者多元熔体的合成，可适用于多种不同的晶体生长方法，具有使用方便，控制精确度高的特点。

Claims (10)

1.一种高压原位合成多功能晶体生长系统，所述晶体生长系统包括压力控制系统、电气控制系统、冷却循环系统、速度控制系统、炉内件清洗系统、磁场系统、真空密封系统、真空系统和炉体，所述炉体包括炉底座（6）、炉腔（7）和炉顶盖（8），其特征在于：所述晶体生长系统还包括籽晶杆升降机构（1）、挥发性元素升降旋转系统（2）、测温系统（3）、坩埚杆旋转升降机构（4）和炉体升降系统（5），所述炉体升降系统（5）中的升降缸一端与炉体支架（9）固定连接，所述升降缸的动力输出端与支撑板（10）固定连接，籽晶杆升降机构立柱（11）固定在支撑板（10）上，所述籽晶杆升降机构（1）通过籽晶杆升降机构立柱（11）进行固定，连接管（12）的一端与支撑板（10）固定连接，连接管（12）的另一端与炉顶盖（8）固定连接并与炉腔（7）相联通，籽晶杆（13）的一端与籽晶杆升降机构（1）的动力输出端连接，籽晶杆（13）的另一端经连接管（12）进入炉腔（7）；所述挥发性元素升降旋转系统（2）和测温系统（3）固定在所述炉顶盖（8）上，挥发性元素升降旋转系统（2）上的挥发性元素放置源（28）位于炉腔（7）内，挥发性元素放置源（28）在所述挥发性元素升降旋转系统（2）的动力作用下可升降和旋运动，所述测温系统（3）的测温部件延伸至炉腔（7）内，并在测温系统动力的作用下可升降运动，用于测量炉腔内不同位置的温度，坩埚杆旋转升降机构（4）固定在炉体支架（9）上，坩埚杆旋转升降机构（4）的动力输出端与坩埚杆（14）的一端固定连接，坩埚杆（14）在坩埚杆旋转升降机构（4）的带动下可升降和旋转运动。

2.根据权利要求1所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述炉腔内设有坩埚（15）、石墨托（16）、加热器（17）、坩埚杆（14）和石墨毡（18），所述坩埚杆（14）的一端位于炉底座（6）之外，坩埚杆（14）的另一端延伸至炉腔（7）内，石墨托（16）与坩埚杆（14）固定连接，所述坩埚（15）位于石墨托（16）上，所述坩埚（15）的外周设有加热器（17），坩埚（15）与加热器（17）保持间隔设置，所述加热器（17）与炉腔（7）的内壁之间设有石墨毡（18），所述坩埚（15）上设有刻度线。

3.根据权利要求2所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述加热器（17）包括上加热器（171），中加热器（172）和下加热器（173）。

4.根据权利要求2所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述籽晶杆（13）上设有第一重量传感器（19），所述籽晶杆（13）的出料口朝向所述坩埚（15）。

5.根据权利要求2所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述挥发性元素升降旋转系统包括升降电机（21）、支座（22）、第一丝杠（23）、旋转电机（24）、升降座（25）、第一密封组件（26）、放置源杆（27）、挥发性元素放置源（28）、放置源管（29）和第二重量传感器（210），所述升降电机（21）通过支座（22）固定在炉顶盖（8）上，第一丝杠（23）的一端与升降电机（21）的动力输出端固定连接，所述升降座（25）通过丝母与第一丝杠（23）连接，第一丝杠（23）的另一端与炉顶盖（8）轴连接，所述旋转电机（24）固定在升降座（25）上，放置源杆（27）的外周设有第一密封组件（26），所述第一密封组件（26）与炉顶盖（8）固定连接，所述放置源杆（27）的一端与旋转电机（24）的动力输出端连接，放置源杆（27）的另一端与位于炉腔内部的挥发性元素放置源（28）固定连接，所述放置源管（29）与所述挥发性元素放置源（28）相连通，并向炉腔的内部延伸，挥发性元素放置源（28）内部装有挥发性元素，通过放置源管（29）将挥发性元素注入熔体中，用于多晶合成，所述重量传感器（210）用于测量挥发性元素放置源（28）内的挥发性元素的质量。

6.根据权利要求5所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述支座（22）、第一丝杠（23）、升降座（25）和放置源杆（27）均用不锈钢制成；挥发性元素放置源（28）、放置源管（29）均用高纯石英制成。

7.根据权利要求2所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述测温系统包括固定台（31）、位置指针（32）、标尺（33）、热偶管（34）、第二密封组件（35）、第二丝杠（36）、升降架（37）、传动组件（38）、动力源（39）和热偶丝（310），所述固定台（31）为中空部件，固定在炉顶盖（8）上，第二丝杠（36）位于固定台（31）内，第二丝杠（36）的一端与炉顶盖（8）轴连接，所述传动组件（38）固定在所述第二丝杠（36）上，所述动力源（39）位于固定台（31）的外侧，动力源（39）的动力输出端与传动组件（38）相啮合，所述升降架（37）通过丝母与第二丝杠（36）配合，热偶管（34）的一端与升降架（37）固定连接，热偶管（34）的另一端延伸至炉腔内，热偶管（34）与所述炉顶盖（8）的交汇处设有第二密封组件（35），所述位置指针（32）固定在所述升降架（37）上，所述标尺（33）固定在所述固定台（31）上，所述标尺（33）与所述位置指针（32）相对设置，所述热偶丝（310）位于所述热偶管（34）内并延伸至炉腔内。

8.根据权利要求7所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述动力源（39）为调节手柄或电动机。

9.根据权利要求7所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述固定台（31）固定于炉顶盖（8）上方，呈90°垂直，固定台（31）上配有限位装置，且一侧为开放式设计，设有观察口。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的高压原位合成多功能晶体生长系统，其特征在于：所述固定台（31）、位置指针（32）、标尺（33）和升降架（37）均为不锈钢材质，所述热偶管（34）为刚玉材料制成。