專利名稱:一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置，該提拉法生長晶體的節(jié)能裝置包括：爐體、坩堝、加料口、提拉桿、石英圈、加熱線圈、提拉裝置、夾層、進水口、出水口、觀測口、氮氣添加口、抽真空管、真空泵。本實用新型通過石英圈外繞的加熱線圈根據(jù)所需的熱場的不同，設計適當?shù)募訜峋€圈個數(shù)，加熱線圈可以上下移動，達到消耗少量的電即可拉出高質(zhì)量的晶體。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設備制造成本低，加熱和保溫效率高，能耗低，大大節(jié)約了能源，提供了對晶體生長有利的晶體提拉法生長裝置。
【專利說明】一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于晶體生長【技術領域】，尤其涉及一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置。

【背景技術】
[0002]提拉法的基本原理:提拉法是將構(gòu)成晶體的原料放在坩禍中加熱熔化，在熔體表面接籽晶提拉熔體，在受控條件下，使籽晶和熔體在交界面上不斷進行原子或分子的重新排列，隨降溫逐漸凝固而生長出單晶體，提拉法的生長工藝首先將待生長的晶體的原料放在耐高溫的坩禍中加熱熔化，調(diào)整爐內(nèi)溫度場，使熔體上部處于過冷狀態(tài)；然后在籽晶桿上安放一粒籽晶，讓籽晶接觸熔體表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并轉(zhuǎn)動籽晶桿，使熔體處于過冷狀態(tài)而結(jié)晶于籽晶上，在不斷提拉和旋轉(zhuǎn)過程中，生長出圓柱狀晶體。
[0003]現(xiàn)有的加工設備存在結(jié)構(gòu)不合理，導致結(jié)晶速度慢，結(jié)晶產(chǎn)品質(zhì)量低等問題，并且能耗很高，浪費資源。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置，旨在解決現(xiàn)有的晶體加工設備存在的結(jié)構(gòu)不合理，導致結(jié)晶速度慢，結(jié)晶產(chǎn)品質(zhì)量低，能耗高，浪費資源的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置，該提拉法生長晶體的節(jié)能裝置包括:爐體、坩禍、加料口、提拉桿、石英圈、加熱線圈、提拉裝置、夾層、進水口、出水口、觀測口、氮氣添加口、抽真空管、真空泵；
[0006]爐體的頂部設置加料口，加料口內(nèi)安裝有提拉桿，提拉桿上方設置有提拉裝置；爐體內(nèi)安裝有坩禍，坩禍的四周包裹有石英圈，石英圈外繞有加熱線圈；爐體的側(cè)壁上設置有夾層，夾層側(cè)壁上設置有進水口和出水口 ；抽真空管設置在爐體的側(cè)壁上，真空泵接在抽真空管外面，爐體上設置有氮氣添加口，爐體的側(cè)壁上設置有觀測口。
[0007]進一步，所述的提拉桿包括固定夾頭、連接軸、收縮彈簧、夾頭手柄；所述的固定夾頭設置在提拉桿的最下端，所述的連接軸設置在固定夾頭的上端，所述的收縮彈簧設置在連接軸的兩側(cè)，所述的夾頭手柄設置在提拉桿的頂端。
[0008]進一步，所述的夾層包括保溫內(nèi)層、外層；所述的保溫內(nèi)層設置在夾層的內(nèi)部，所述的外層設置在保溫內(nèi)層的周圍外部。
[0009]進一步，所述的觀測口包括隔熱玻璃片、放大鏡、調(diào)節(jié)旋鈕；所述的隔熱玻璃片設置在放大鏡的下端，所述的放大鏡設置在觀測口的底部，所述的調(diào)節(jié)旋鈕設置在放大鏡的一側(cè)。
[0010]進一步，所述的隔熱玻璃片具體采用UV濾光片式阻紅外透紫外線隔熱石英玻璃片。
[0011]進一步，所述的保溫內(nèi)層具體采用FBT (稀土)保溫材料。
[0012]進一步，提拉桿密封連接加料口的側(cè)壁。
[0013]進一步，加熱線圈自下而上依次設置非導磁材料板、覆銅箔線圈、覆銅箔板非導磁基材。
[0014]進一步，加熱線圈的個數(shù)設置為多個。
[0015]進一步，采用石英坩禍。
[0016]本實用新型提供的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置，通過石英圈外繞的加熱線圈根據(jù)所需的熱場的不同，設計適當?shù)募訜峋€圈個數(shù)，加熱線圈可以上下移動，從而達到消耗少量的電即可拉出高質(zhì)量的晶體。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設備制造成本低，加熱、保溫效率高，而且能耗低，大大節(jié)約了能源，對晶體生長環(huán)境有利的晶體提拉法生長裝置。

【附圖說明】

[0017]圖1是本實用新型實施例提供的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例提供的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置的提拉桿結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例提供的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置的夾層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例提供的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置的觀測口結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中:1、爐體；2、坩禍；3、加料口 ；4、提拉桿；4-1、固定夾頭；4_2、連接軸；4_3、收縮彈費；4-4、夾頭手柄；5、石英圈；6、加熱線圈；7、提拉裝置；8、夾層；8_1、保溫內(nèi)層；8_2、外層；9、進水口 ； 10、出水口 ；11、觀測口 ；11-1、隔熱玻璃片；11-2、放大鏡；11-3、調(diào)節(jié)旋鈕；12氮氣添加口 ；13、抽真空管；14、真空泵。

【具體實施方式】
[0022]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0023]圖1示出了本實用新型實施例提供的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅僅示出了與本實用新型相關的部分。
[0024]本實用新型實施例的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置，該提拉法生長晶體的節(jié)能裝置包括:爐體1、坩禍2、加料口 3、提拉桿4、石英圈5、加熱線圈6、提拉裝置7、夾層8、進水口
9、出水口 10、觀測口 11、氮氣添加口 12、抽真空管13、真空泵14 ；
[0025]爐體I的頂部設置加料口 3，加料口 3內(nèi)安裝有提拉桿4，提拉桿4上方設置有提拉裝置7 ;爐體I內(nèi)安裝有坩禍2，坩禍2的四周包裹有石英圈5，石英圈5外繞有加熱線圈6 ;爐體I的側(cè)壁上設置有夾層8，夾層8側(cè)壁上設置有進水口 9和出水口 10 ;抽真空管13設置在爐體I的側(cè)壁上，真空泵14接在抽真空管13外面，爐體I上設置有氮氣添加口 12，爐體I的側(cè)壁上設置有觀測口 11。
[0026]進一步，所述的提拉桿4包括固定夾頭4-1、連接軸4-2、收縮彈簧4_3、夾頭手柄4-4 ;所述的固定夾頭4-1設置在提拉桿4的最下端，所述的連接軸4-2設置在固定夾頭4-1的上端，所述的收縮彈簧4-3設置在連接軸4-2的兩側(cè)，所述的夾頭手柄4-4設置在提拉桿4的頂端。
[0027]進一步，所述的夾層8包括保溫內(nèi)層8-1、外層8-2 ;所述的保溫內(nèi)層8_1設置在夾層8的內(nèi)部，所述的外層8-2設置在保溫內(nèi)層8-1的周圍外部。
[0028]進一步，所述的觀測口 11包括隔熱玻璃片11-1、放大鏡11-2、調(diào)節(jié)旋鈕11_3 ;所述的隔熱玻璃片11-1設置在放大鏡11-2的下端，所述的放大鏡11-2設置在觀測口 11的底部，所述的調(diào)節(jié)旋鈕11-3設置在放大鏡11-2的一側(cè)。
[0029]進一步，所述的隔熱玻璃片11-1具體采用UV濾光片式阻紅外透紫外線隔熱石英玻璃片。
[0030]進一步，所述的保溫內(nèi)層8-1具體采用FBT(稀土)保溫材料。
[0031]作為本實用新型實施例的一優(yōu)化方案，提拉桿4密封連接加料口 3的側(cè)壁。
[0032]作為本實用新型實施例的一優(yōu)化方案，加熱線圈6自下而上依次設置非導磁材料板、覆銅箔線圈、覆銅箔板非導磁基材。
[0033]作為本實用新型實施例的一優(yōu)化方案，加熱線圈6的個數(shù)設置為多個。
[0034]作為本實用新型實施例的一優(yōu)化方案，采用石英坩禍2。
[0035]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型的應用原理作進一步描述。
[0036]如圖1所示，本實用新型實施例的提拉法生長晶體的節(jié)能裝置主要由爐體1、坩禍2、加料口 3、提拉桿4、石英圈5、加熱線圈6、提拉裝置7、夾層8、進水口 9、出水口 10、觀測口 11、氮氣添加口 12、抽真空管13、真空泵14組成；爐體I作為整個裝置的主體，起到支撐作用；爐體I的頂部設置有加料口 3，加料口 3內(nèi)安裝有提拉桿4，提拉桿4上方設置有提拉裝置7 ;爐體I內(nèi)安裝有坩禍2，坩禍2的四周包裹有石英圈5，石英圈5外繞有加熱線圈6 ;爐體I的側(cè)壁上設置有夾層8，夾層8側(cè)壁上設置有進水口 9和出水口 10 ;抽真空管13設置在爐體I的側(cè)壁上，真空泵14接在抽真空管13外面；爐體上設置有氮氣添加口 12，爐體的側(cè)壁上開有觀測口 11 ;
[0037]提拉桿4穿過加料口 3向下深入到爐內(nèi)，提拉桿4與加料口 3的側(cè)壁之間密封連接；石英圈5外繞的加熱線圈6是一種電磁感應加熱線圈，它包括覆銅箔板非導磁基材、覆銅箔線圈和非導磁材料板，其縱向截面自下而上依次是非導磁材料板、覆銅箔線圈、覆銅箔板非導磁基材，覆銅箔線圈每匝之間的間隔距離是等距離的，或每匝之間的間隔距離為內(nèi)寬外窄，循序漸進形成內(nèi)疏外密狀；或每雙匝之間的間隔距離為內(nèi)寬外窄，循序漸進形成內(nèi)疏外密狀，它還可以是雙面覆銅箔線圈的，石英圈5外繞的加熱線圈6根據(jù)所需的熱場的不同，設計適當?shù)募訜峋€圈個數(shù)，加熱線圈可以上下移動，從而達到消耗少量的電即可拉出高質(zhì)量的晶體；坩禍2為石英坩禍，在石英的坩禍2外壁形成一層白矽石結(jié)晶的好處，是它可以增加石英坩禍的強度，減少高溫軟化現(xiàn)象。
[0038]本實用新型的工作原理:
[0039]本實用新型將構(gòu)成晶體的原料放在坩禍2中，將爐體I封閉，真空泵14對爐體I進行抽真空處理，再對爐體I內(nèi)充入氮氣，最后對石英圈5上的加熱線圈6進行通電，加熱線圈6對坩禍2進行加熱處理，將提拉桿4伸入到坩禍2內(nèi)，進過長時間的加熱處理，伴隨著提拉干4緩慢的上升和旋轉(zhuǎn)，逐漸的在提拉桿3的表面形成圓柱狀晶體，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，設備制造成本低，加熱、保溫效率高，而且能耗低，大大節(jié)約了能源，對晶體生長環(huán)境有利的晶體提拉法生長裝置，更重要的是石英圈5外繞的加熱線圈6根據(jù)所需的熱場的不同，設計適當?shù)募訜峋€圈6的個數(shù)，加熱線圈6可以上下移動，從而達到消耗少量的電即可拉出高質(zhì)量的晶體。
[0040]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提拉法生長晶體的節(jié)能裝置，其特征在于，該提拉法生長晶體的節(jié)能裝置包括:爐體、坩禍、加料口、提拉桿、石英圈、加熱線圈、提拉裝置、夾層、進水口、出水口、觀測口、氮氣添加口、抽真空管、真空泵； 爐體的頂部設置加料口，加料口內(nèi)安裝有提拉桿，提拉桿上方設置有提拉裝置；爐體內(nèi)安裝有坩禍，坩禍的四周包裹有石英圈，石英圈外繞有加熱線圈；爐體的側(cè)壁上設置有夾層，夾層側(cè)壁上設置有進水口和出水口 ；抽真空管設置在爐體的側(cè)壁上，真空泵接在抽真空管外面，爐體上設置有氮氣添加口，爐體的側(cè)壁上設置有觀測口 ； 提拉桿密封連接加料口的側(cè)壁； 加熱線圈自下而上依次設置非導磁材料板、覆銅箔線圈、覆銅箔板非導磁基材； 加熱線圈的個數(shù)設置為多個； 采用石英坩禍。
【文檔編號】C30B15-00GK204281885SQ201420590205
【發(fā)明者】莫東鳴 [申請人]重慶工業(yè)職業(yè)技術學院