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一種晶體生長坩堝、裝置及其生長方法與流程

文檔序號(hào):12416661閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種晶體生長坩堝,包括坩堝本體,其特征在于,所述晶體生長坩堝還包括排液系統(tǒng);所述坩堝本體包括側(cè)壁和與側(cè)壁連接的長晶平臺(tái),所述側(cè)壁與所述長晶平臺(tái)圍設(shè)形成用于留置原料的容置腔;所述長晶平臺(tái)具有相對設(shè)置的底面和用于防止籽晶的頂面,所述頂面位于所述容置腔內(nèi),所述底面位于所述容置腔外,所述頂面且與所述籽晶接觸;所述排液系統(tǒng)與所述底面連接并貫穿所述頂面,所述排液系統(tǒng)具有排液通道,所述排液通道可選地與所述容置腔連通或隔離。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種晶體生長坩堝,其特征在于,所述晶體生長坩堝還包括環(huán)設(shè)于所述坩堝側(cè)壁外的加熱單元;所述加熱單元包括第一加熱器和第二加熱器;所述側(cè)壁具有相鄰所述長晶平臺(tái)的第一端和遠(yuǎn)離所述長晶平臺(tái)的第二端,所述第一加熱器環(huán)設(shè)在所述第一端,所述第二加熱器環(huán)設(shè)在所述第二端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體生長坩堝,其特征在于,所述晶體生長坩堝還包括熱交換器;所述熱交換器包括相互匹配連接的換熱介質(zhì)供應(yīng)單元和熱交換單元,所述換熱介質(zhì)供應(yīng)單元具有用于控制所述換熱介質(zhì)的供應(yīng)量的控制單元,所述熱交換單元無限接近所述底面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的晶體生長坩堝,其特征在于,所述熱交換單元包括外管體,以及設(shè)置在所述外管體內(nèi)的內(nèi)管體,所述外管體無限接近所述底面;所述內(nèi)管體與所述外管體之間形成換熱通道,所述內(nèi)管體開設(shè)有與所述換熱通道連通的循環(huán)孔;所述頂面與所述外管體相對應(yīng)位置處設(shè)置有溫度傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體生長坩堝,其特征在于,所述排液系統(tǒng)包括相互匹配的排液管和排液坩堝,且所述排液管的管腔與所述排液坩堝,所述排液管設(shè)置于所述底面,所述排液管的管腔可選地與所述容置腔連通或隔離。

6.一種晶體生長裝置,其特征在于,包括生長爐和權(quán)利要求1~5任意一項(xiàng)所述的晶體生長坩堝;所述生長爐包括爐體和腔室;所述晶體生長坩堝設(shè)置于所述腔室內(nèi),所述晶體生長坩堝與所述爐體之間設(shè)置有保溫層。

7.一種基于權(quán)利要求6所述晶體生長裝置的晶體生長方法,其特征在于,包括以下步驟:

融化所述晶體原料;

使與所述籽晶接觸并處于熔化狀態(tài)的所述晶體原料冷卻以生長晶體;以及當(dāng)生長的所述晶體達(dá)到預(yù)設(shè)生長值時(shí),開啟與所述容置腔處于隔離狀態(tài)的所述排液通道,使所述排液通道與所述容置腔連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶體生長方法,其特征在于,熔化所述晶體原料的方法包括:

在所述側(cè)壁環(huán)設(shè)所述加熱單元,所述加熱單元包括所述第一加熱器和所述第二加熱器;所述側(cè)壁具有鄰近所述長晶平臺(tái)的所述第一端和遠(yuǎn)離所述長晶平臺(tái)的所述第二端,所述第一加熱器環(huán)設(shè)在所述第一端,所述第二加熱器環(huán)設(shè)在所述第二端,使所述第一加熱器和所述第二加熱器加熱所述晶體原料。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的晶體生長方法,其特征在于,冷卻所述籽晶接觸并處于熔化狀態(tài)的所述晶體原料的方法包括:

設(shè)置包括相互匹配連接的所述換熱介質(zhì)供應(yīng)單元和所述熱交換單元所述熱交換器;所述換熱介質(zhì)供應(yīng)單元具有用于控制所述換熱介質(zhì)的供應(yīng)量的所述控制單元,所述熱交換單元無限接近所述底面并與所述籽晶位置相對應(yīng);

通過所述換熱介質(zhì)供應(yīng)單元向所述容置腔外通入所述換熱介質(zhì),使所述換熱介質(zhì)與容置腔進(jìn)行熱交換。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的晶體生長方法,其特征在于,生長的所述晶體達(dá)到預(yù)設(shè)生長值時(shí)通過以下方法確定:

所述第一加熱器具有名義電阻曲線,切所述名義電阻曲線具有預(yù)設(shè)并依次連接的第一上升區(qū)、第一下降區(qū)以及第二上升區(qū),所述第一上升區(qū)、與所述第一下降區(qū)之間形成第一拐點(diǎn),所述第一下降區(qū)以及所述第二上升區(qū)之間形成第二拐點(diǎn);

根據(jù)所述第一加熱器的名義電阻曲線進(jìn)行判斷,當(dāng)所述第一加熱器的名義電阻曲線處于所述第二拐點(diǎn)時(shí),所屬晶體達(dá)到所述預(yù)設(shè)生長值。

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