[發(fā)明專利]坩堝熔體中制備單晶體的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810238303.1
• 申請(qǐng)日: 2008-12-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101440525A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C30B35/00
• 分類號(hào): C30B35/00;C30B15/30;C30B15/10;C30B11/00
• 代理公司: 淄博科信專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 吳 紅

1.一種坩堝熔體中制備單晶體的裝置，包括晶體生長(zhǎng)爐及其升降系統(tǒng)、坩堝加速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于：晶體生長(zhǎng)爐中，凸陶瓷殼體(15)、凹陶瓷殼體(9)上下對(duì)接在一起置于金屬爐殼(5)的中央，保溫塞(17)安裝在凸陶瓷殼體(15)的上方，三者形成爐膛；環(huán)繞爐膛內(nèi)壁由上而下依次布有帶有熱電偶的第四輔助電加熱器(14)、第三輔助電加熱器(13)、帶狀電加熱器(12)、第二輔助電加熱器(10)和第一輔助電加熱器(7)，所有電加熱器外接溫度控制器(39)；

晶體生長(zhǎng)爐升降系統(tǒng)：包括互相平行的多根導(dǎo)向柱(3)、絲杠(22)、中盤(pán)(4)、滑輪配重裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，金屬爐殼(5)的下端面固定在中盤(pán)(4)的中央，其上端安裝有起重架(18)，導(dǎo)向柱(3)與絲杠(22)平行，且每根導(dǎo)向柱(3)的兩端帶有螺紋并間隙穿過(guò)中盤(pán)(4)，其兩端經(jīng)螺栓分別與箱體(1)和頂盤(pán)(16)固定連接，與中盤(pán)(4)螺紋配合的絲杠(22)經(jīng)由第一軸承(20)、第三軸承(26)分別與頂盤(pán)(16)和箱體(1)連接，配重(21)通過(guò)滑輪副(19)與起重架(18)連接，第一控制電機(jī)(28)固定在第一支座(29)上，通過(guò)第三帶輪(30)、第四帶輪(32)與減速器(31)連接，減速器(31)通過(guò)第一帶輪(25)、第二帶輪(27)與絲杠(22)連接；

坩堝加速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：主軸(2)經(jīng)由第二軸承(24)、第四軸承(34)垂直安裝在箱體(1)的上、下端面上，經(jīng)由第五帶輪(35)、第六帶輪(36)與第二控制電機(jī)(38)連接，第二控制電機(jī)(38)安裝在第二支座(37)上，主軸(2)伸出箱體(1)的上端面與三爪卡盤(pán)(23)鍵連接，三爪卡盤(pán)(23)卡緊固定支撐桿(8)，坩堝(11)安放在支撐桿(8)上端的凹槽中央，第一控制電機(jī)(28)、第二控制電機(jī)(38)外接電機(jī)控制器(33)；

環(huán)繞坩堝(11)的條帶狀電加熱器(12)以一定的速率沿著坩堝(11)的軸向掃過(guò)坩堝(11)，坩堝(11)中的原料錠(40)順次熔融、結(jié)晶，同時(shí)坩堝(11)不斷加速、減速轉(zhuǎn)動(dòng)，坩堝(11)轉(zhuǎn)速可按照梯形波、三角波或正弦波變化。

2.如權(quán)利要求1所述的坩堝熔體中制備單晶體的裝置，其特征在于：凹陶瓷殼體(9)、凸陶瓷殼體(15)外表面與金屬爐殼(5)內(nèi)表面之間填充保溫材料形成保溫層(6)。

3.如權(quán)利要求1所述的坩堝熔體中制備單晶體的裝置，其特征在于：電機(jī)控制器(33)通過(guò)單片機(jī)編程輸出指令指揮第二控制電機(jī)(38)的轉(zhuǎn)速按照梯形波、三角波或正弦波變化。