本實(shí)用新型屬于提拉生長晶體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉一種有效防止?fàn)t內(nèi)污染的提拉法晶體生長爐。

背景技術(shù)：

從熔體中提拉生長晶體的方法為Czochralski于1918年首創(chuàng)的晶體生長方法，簡(jiǎn)稱CZ法。傳統(tǒng)提拉法晶體生長設(shè)備均存在最致命的缺陷，即長晶環(huán)境對(duì)生長的單晶材料的污染問題，典型特征為：長晶腔室較大，外部均設(shè)置水冷，晶體生長材料長晶是在密封腔室中進(jìn)行的，熔融鍋內(nèi)放長晶材料，加熱方式大多采加熱爐套加熱 (也有電阻絲加熱的），還包括保溫套和絕熱材料等，并且均置于爐體腔室內(nèi)部，即和長晶材料在同一個(gè)腔室內(nèi)。長時(shí)間高溫環(huán)境下，加熱爐套、保溫套、發(fā)熱材料及絕熱材料等均會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)物，從而污染長晶材料，而生長的單晶純度要求達(dá)到99.99995-99.99999%，形成天然的矛盾，材料要求很純，但生長過程中總有污染物，長晶最理想的生長環(huán)境為零污染，因此，要生長出高純度的目標(biāo)晶體，防止?fàn)t膛內(nèi)的污染是克服這一難題的關(guān)鍵，需要開發(fā)一種能有效防止?fàn)t體內(nèi)污染的提拉法晶體生長爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施簡(jiǎn)便，可有效防止?fàn)t內(nèi)部件高溫下產(chǎn)生的揮發(fā)物對(duì)生長晶體產(chǎn)生污染的污染問題，確保長晶的高純度。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：包括爐架和爐體，所述爐體上設(shè)置測(cè)溫裝置，所述爐體底部密封設(shè)置爐體座，爐體座固定設(shè)置于爐架上，所述爐體座上設(shè)置有熔融鍋支撐桿，熔融鍋支撐桿上設(shè)置熔融鍋；所述爐體頂部密封設(shè)置的爐體蓋上，設(shè)置有與熔融鍋支撐桿相對(duì)且同軸的提晶桿，所述提晶桿下端設(shè)置籽晶夾持裝置；所述爐體外部對(duì)應(yīng)于熔融鍋區(qū)域設(shè)置加熱爐套，加熱爐套上方設(shè)置保溫套，保溫套外部設(shè)置絕熱套。

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)因加熱部件置于爐體內(nèi)，而引起的部件材料在高溫下易產(chǎn)生揮發(fā)物而污染爐內(nèi)環(huán)境，影響爐內(nèi)長晶工況，干擾測(cè)溫裝置測(cè)溫的準(zhǔn)確性，從而影響晶體生長質(zhì)量的弊端，本實(shí)用新型通過外移加熱與控溫組件、水冷爐體部件，即將感應(yīng)圈，保溫套，絕熱材料等相關(guān)部件外移至密封的爐體外，爐內(nèi)只有石英包裹的石墨熔融鍋和長晶材料；同時(shí)，不銹鋼材質(zhì)爐體座和爐體蓋分別設(shè)置水冷系統(tǒng)，以降低兩者的溫度，防止其在高溫下產(chǎn)生揮發(fā)物。抽真空系統(tǒng)也方便了提拉單晶材料時(shí)沖入氫氣或惰性氣體。法蘭盤式不銹鋼爐體蓋可上下移動(dòng)，方便裝取長晶材料和晶體。本實(shí)用新型外置加熱爐套，保溫套，絕熱材料，同樣防止了在生長易揮發(fā)型材料單晶時(shí)，材料融化變成熔湯時(shí)，大量揮發(fā)物污染這些部件，而降低其工作效率的問題出現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型從根本上克服了爐內(nèi)揮發(fā)物污染問題，有利于改善并掌控爐內(nèi)長晶工況環(huán)境，提高并穩(wěn)定晶體品質(zhì)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)半剖示意圖；

圖2為本實(shí)用新型之熔融鍋結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖中：1~爐架，2~熔融鍋支撐桿，3~熔融鍋，4~爐體座，4a~排氣管，4b~真空管接口，4c~爐體座水冷管接口，5~爐體，6、爐體蓋，6a~爐體蓋水冷管接口，7~提晶桿，8~測(cè)溫裝置，9~排氣管，10~長晶熔液，11~密封連接件，12~晶體，13~保溫套，14~加熱爐套，15~絕熱套，16~籽晶夾持裝置。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但不以任何方式對(duì)本實(shí)用新型加以限制。

如圖1~2所示的可有效防止?fàn)t內(nèi)污染的提拉法晶體生長爐，包括爐架1和爐體5，所述爐體5上設(shè)置測(cè)溫裝置8，所述爐體5底部密封設(shè)置爐體座4，爐體座4固定設(shè)置于爐架1上，所述爐體座4上設(shè)置有熔融鍋支撐桿2，熔融鍋支撐桿2上設(shè)置熔融鍋3；所述爐體5頂部密封設(shè)置的爐體蓋6上，設(shè)置有與熔融鍋支撐桿2相對(duì)且同軸的提晶桿7，所述提晶桿7下端設(shè)置籽晶夾持裝置16；所述爐體5外部對(duì)應(yīng)于熔融鍋3區(qū)域設(shè)置加熱爐套14，加熱爐套14上方設(shè)置保溫套13，保溫套13外部設(shè)置絕熱套15。

所述爐體5為高純石英管式爐體，所述爐體5為高純石英管式爐體，其兩端設(shè)置法蘭盤式結(jié)構(gòu)的爐體蓋6和爐體座5，通過密封圈與爐體5構(gòu)成密封腔式的爐膛，爐膛連接抽真空系統(tǒng)；石英管外部對(duì)應(yīng)于熔融鍋3設(shè)置加熱爐套14，所述加熱爐套14為感應(yīng)式加熱環(huán)套，其外設(shè)置保溫套13。

3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述有效防止?fàn)t內(nèi)污染的提拉法晶體生長爐，其特征是：所述保溫套13本體內(nèi)部設(shè)置加熱絲，其外部包敷絕熱材料。

所述熔融鍋3為高純石墨坩堝，其表面包敷石英質(zhì)護(hù)殼。

所述爐體座4、爐體蓋6為不銹鋼材料制作，分別與爐體5底部或頂端密封配合；所述爐體座4和/或爐體蓋6之本體內(nèi)分別設(shè)置循環(huán)水冷裝置，連接爐體蓋水冷管接口6a。

所述的爐體座4上部連接法蘭上設(shè)置爐體座水冷管接口4c，連通其內(nèi)部的水循環(huán)管路；爐體座4下部設(shè)置氣控裝置，包括排氣管4a和真空管路接口4b。

所述熔融鍋支撐桿2與爐體座4底端罩蓋密封動(dòng)配合；熔融鍋支撐桿2頂段中心孔與熔融鍋3底部支桿靜配合，熔融鍋支撐桿2底端連接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述提晶桿7與爐體蓋6上的中心孔密封動(dòng)配合，提晶桿7頂部聯(lián)接提拉裝置。

所述爐體5兩端通過密封卡槽和密封連接件11分別與爐體座4和爐體蓋6密封連接。

所述密封連接件11為耐高溫密封圈。

本實(shí)用新型工作時(shí)，首先對(duì)晶體生長爐進(jìn)行全面檢查、清理之后，在熔融鍋內(nèi)放入晶體生長材料，關(guān)閉系統(tǒng)，開始系統(tǒng)內(nèi)抽真空；同時(shí)給感應(yīng)式加熱環(huán)套、保溫套通電升溫，加熱熔融鍋內(nèi)的晶體生長材料至熔融狀態(tài)后，提晶桿下降，將夾持的籽晶伸入熔融鍋內(nèi)并與熔融的長晶材料接觸，隨即按程序慢慢提升提晶桿開始引晶，開始長晶作業(yè)，直至完成。同時(shí)，爐體座和爐體蓋內(nèi)的循環(huán)水系統(tǒng)開始工作，保證其相對(duì)較低的溫度，避免產(chǎn)生揮發(fā)物。