CN205590831U - 一种强化引晶温度信号的籽晶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种强化引晶温度信号的籽晶，用于从下向上进行定向晶体生长，所述籽晶为籽晶上半部分的截面积大于籽晶下半部分的截面积结构，该结构是通过一圆柱形籽晶加工而成，所述圆柱形籽晶的上半部分保持不变，在圆柱形籽晶的下半部分以倾斜1～15°的角度平面切割去除部分材料，且籽晶的切割面为平面。本实用新型的优点在于：这种结构的籽晶，可获得明显的引晶温度信号，同时尽可能小的多晶生成区减少了引晶成多晶的可能性。
Description
技术领域
本实用新型属于晶体生长技术领域，特别涉及一种强化引晶温度信号的籽晶。
背景技术
在通过将晶体原料熔化成熔体，并使熔体在籽晶的诱导下逐渐定向凝固生长出与籽晶晶格一致的晶体是熔体生长法晶体生长的基本特点。而从下向上进行定向凝固是熔体生长法中最普遍使用的方法，常见的有坩埚下降法（VB）、垂直梯度凝固法（VGF）、定向凝固法（DS）、热交换法（HEM）等。这类晶体生长方法的关键工艺之一在于引晶工艺，引晶的质量和成败直接关系到晶体生长的最终成品率。
从下向上熔休晶体生长法中，由于籽晶放置在坩埚底部的籽晶孔内，使得晶体无法直接观察。引晶要求籽晶部分熔化，在实际操作过程中，由于引晶时缺少籽晶状态的反馈信息，生产过程中往往存在未熔化、过度熔化（籽晶全部熔化或仅有少量残留）、或籽晶引晶过程不够平稳，导致最终晶体形成多晶或存在大量的位错。
籽晶附近的温度测量是判断籽晶是否熔化的一种最通用的方法。当籽晶附近的温度接近熔点时，可以依此判定籽晶已经开始熔化。但在高熔点晶体的生长过程中，温度大于2000°C时，现有技术下的高精度热电偶及热电阻测温计均超出使用温度而无法直接测量。另一种测温方案为非接触式的红外光测温，而红外光测温容易受炉体观察窗口污染、炉体内部气体的流动和黑度变化、被测物体表面特征等一系列因素的影响，所测温度的绝对值经常缺乏一致性和可靠性。
针对上述现象，现从籽晶的形状设计出发，提出一种获得引晶时籽晶熔化状态的信号反馈，籽晶与籽晶孔之间的间隙越大，在引晶时温度上升信号越明显，减少操作人员误判的概率；然而间隙太大时，在间隙中重新结晶的晶体材料由于结晶时间短，很容易形成与籽晶不同的晶向。
根据晶体沿界面的法向生长的基本原理，在籽晶处的固液相界面处于固相向液相凸出时（以下此类界面称凸界面，反之称凹界面），大间隙中不同晶向的晶体在引晶完成后的长晶过程中难以消除而形成多晶（如图1所示）；而小间隙中不同晶向的晶体则容易在长晶过程中消除，使最终的晶体产品仍然保持单晶状态（如图2所示）；不利的情况时在凹界面的晶体生长情况下，无论间隙大小，一旦形成不同晶向的情况，最终的晶体产品均有很大概率成为多晶（如图3所示）。
为此，为了使晶体产品保持单晶，籽晶与籽晶孔之间的间隙越小越好，但小间隙将明显减弱引晶信号。
因此，研发一种能够减小引晶成多晶及强化引晶温度信号的籽晶是非常有必要的。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够减小引晶成多晶及强化引晶温度信号的籽晶。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种强化引晶温度信号的籽晶，用于从下向上进行定向晶体生长，其创新点在于：所述籽晶为籽晶上半部分的截面积大于籽晶下半部分的截面积结构，该结构是通过一圆柱形籽晶加工而成，所述圆柱形籽晶的上半部分保持不变，在圆柱形籽晶的下半部分以倾斜1～15°的角度平面切割去除部分材料，且籽晶的切割面为平面。
进一步地，所述的切割面为一个或多个。
本实用新型的优点在于：
（1）本实用新型强化引晶温度信号的籽晶，籽晶在籽晶孔内放置时，籽晶上半部分侧面与籽晶孔紧密配合，而籽晶下半部分侧面与籽晶孔孔侧面之间形成逐渐变大的间隙，这样的间隙逐渐变大的结构，可以使间隙刚刚大过表面张力能支撑的液膜临界点，即可获得明显的引晶温度信号，同时尽可能小的多晶生成区减少了引晶成多晶的可能性；
（2）本实用新型强化引晶温度信号的籽晶，籽晶通过圆柱形籽晶加工而成，其中籽晶的上半部分保持不变，而籽晶的下半部分以倾斜1～15°的角度平面切割去除部分材料形成；籽晶切割面可以是一个，也可以是多个，多个切割面在温度均匀性好的时候可以增强引晶温度信号；在温度均匀性差的时候，由于温度等温面不对称，引晶温度信号可能被分割成多个信号较弱一点的波峰；同样，太小的平面倾角将减小引晶的信号强度，而太大的平面倾角将增加多晶生成区，使引晶成多晶的可能性变大。
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1-3是间隙及固液界面形状对产品质量的影响示意图。
图4是本实用新型中实施例1强化引晶温度信号的籽晶的结构示意图。
图5是本实用新型中实施例1强化引晶温度信号的籽晶的结构示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例
1
本实施例的强化引晶温度信号的籽晶，用于从下向上进行定向晶体生长，如图4所示，该籽晶为籽晶上半部分的截面积大于籽晶下半部分的截面积结构，该结构是通过一圆柱形籽晶1加工而成，且圆柱形籽晶1的上半部分保持不变，在圆柱形籽晶1的下半部分一侧面以倾斜5°的角度平面切割去除部分材料，切割成一平面切割面2。
本实施例的额籽晶在籽晶孔内放置时，籽晶上半部分侧面与籽晶孔紧密配合，而籽晶下半部分侧面与籽晶孔孔侧面之间形成逐渐变大的间隙，这样的间隙逐渐变大的结构，可以使间隙刚刚大过表面张力能支撑的液膜临界点，即可获得明显的引晶温度信号，同时尽可能小的多晶生成区减少了引晶成多晶的可能性。
实施例
2
本实施例的强化引晶温度信号的籽晶，用于从下向上进行定向晶体生长，如图5所示，该籽晶为籽晶上半部分的截面积大于籽晶下半部分的截面积结构，该结构是通过一圆柱形籽晶1加工而成，且圆柱形籽晶1的上半部分保持不变，在圆柱形籽晶1的下半部分侧面以倾斜5°的角度平面切割去除部分材料，切割成度平面切割面3。
实施例2强化引晶温度信号的籽晶与实施例1强化引晶温度信号的籽晶相比，多个切割面在温度均匀性好的时候可以增强引晶温度信号；但在温度均匀性差的时候，由于温度等温面不对称，引晶温度信号可能被分割成多个信号较弱一点的波峰；因而，在温度均匀性好的情况下，选择多个切割面。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.一种强化引晶温度信号的籽晶，用于从下向上进行定向晶体生长，其特征在于：所述籽晶为籽晶上半部分的截面积大于籽晶下半部分的截面积结构，该结构是通过一圆柱形籽晶加工而成，所述圆柱形籽晶的上半部分保持不变，在圆柱形籽晶的下半部分以倾斜1～15°的角度平面切割去除部分材料，且籽晶的切割面为平面。
2.根据权利要求1所述的强化引晶温度信号的籽晶，其特征在于：所述的切割面为一个或多个。
Priority Applications (1)
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| CN201620209347.1U CN205590831U (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 一种强化引晶温度信号的籽晶 |
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|---|---|
| CN (1) | CN205590831U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105648520A (zh) * | 2016-03-18 | 2016-06-08 | 江苏中电振华晶体技术有限公司 | 一种强化引晶温度信号的籽晶及用该籽晶的引晶方法 |
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2016
- 2016-03-18 CN CN201620209347.1U patent/CN205590831U/zh not_active Expired - Fee Related
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