[實(shí)用新型]一種自稱重系統(tǒng)提拉生長(zhǎng)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920107387.5
• 申請(qǐng)日: 2009-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201506849U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王冬;胡衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京嘉東科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/28
• 分類號(hào): C30B15/28
• 代理公司: 北京連和連知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 張春媛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種人工晶體生長(zhǎng)裝置，尤其涉及一種自稱重系統(tǒng)提拉生長(zhǎng)裝置。

背景技術(shù)

提拉法是一種單晶生長(zhǎng)的常用方法，廣泛的用于半導(dǎo)體、激光等多種晶體的生長(zhǎng)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，一般是將構(gòu)成晶體的原料放在坩堝中加熱熔化，在熔體表面接籽晶提拉熔體，在溫度受控條件下，使籽晶和熔體的交界面上不斷進(jìn)行原子或分子的重新排列，實(shí)現(xiàn)引晶、縮頸、放肩等徑生長(zhǎng)和提脫整個(gè)過(guò)程。溫度是由溫控智能儀表控制的。目前，生長(zhǎng)晶體時(shí)的溫度控制由技術(shù)人員人動(dòng)控制，這就造成了溫度控制不準(zhǔn)確，晶體的等徑部分生長(zhǎng)不勻稱，使其晶體變形，不能很好利用，嚴(yán)重時(shí)整個(gè)晶體內(nèi)部質(zhì)量低，不能滿足需求。

現(xiàn)有的單晶生長(zhǎng)裝置均為封閉爐膛，并且沒(méi)有稱重自動(dòng)控制系統(tǒng)，生長(zhǎng)的過(guò)程中需要人工隨時(shí)調(diào)節(jié)，其形狀不易控制，晶體內(nèi)部質(zhì)量不理想。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種自稱重系統(tǒng)提拉生長(zhǎng)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的自稱重系統(tǒng)提拉生長(zhǎng)裝置包括：

生長(zhǎng)爐、提拉機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述生長(zhǎng)爐具有一腔，所述腔設(shè)有開(kāi)口；所述提拉機(jī)構(gòu)設(shè)置于與所述開(kāi)口相適配的位置以能夠出/入所述生長(zhǎng)爐；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)于所述提拉機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接以帶動(dòng)所述提拉機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)；

所述提拉機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電連接至控制柜；

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在裝有稱重傳感器的鋁制吊蘭上，稱重傳感器電連接至上述控制柜；

控制柜電連接一分壓器，且該分壓器電連接至熱電偶，該熱電偶電連接至溫控儀，溫控儀電連接至中頻電源。

其中，所述中頻電源連接感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈內(nèi)套設(shè)金屬坩堝。

其中，所述提拉機(jī)構(gòu)是由電機(jī)和減速機(jī)控制上升和下降的平臺(tái)。

其中，所述生長(zhǎng)爐上方有兩個(gè)觀察孔。

本實(shí)用新型可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序，易于控制晶體外型。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的電原理示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1所示，對(duì)本實(shí)用新型的生長(zhǎng)裝置的電原理進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)用新型的生長(zhǎng)裝置包括生長(zhǎng)爐、中頻電源、提拉機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中提拉機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均電連接至控制柜。

控制柜通過(guò)電阻電容分壓器電連接至熱電偶，熱電偶電連接至溫控儀，溫控儀再電連接至中頻電源。

工作時(shí)，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在裝有稱重傳感器的鋁制吊蘭上，并且該稱重傳感器電連接至控制柜，將壓力信號(hào)以0-10V的電壓傳輸給控制柜。控制柜設(shè)置有理論增重值，與由稱重傳感器輸入的實(shí)際增重測(cè)量值進(jìn)行比對(duì)，得出一個(gè)毫伏值，然后經(jīng)電阻電容分壓器減壓，通過(guò)熱電偶輸出一個(gè)毫伏值給溫控儀。由溫控儀給出0-10V電壓給中頻電源，從而控制中頻電源的輸出電壓。

如圖2所示，對(duì)本實(shí)用新型的生長(zhǎng)裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。

上述中頻電源(1)在設(shè)備里起感應(yīng)加熱作用，通過(guò)感應(yīng)線圈(2)直接在套設(shè)在其中的金屬坩堝(3)上產(chǎn)生電子渦流，可達(dá)到50-1600℃的溫度來(lái)加熱熔化坩堝內(nèi)原料。中頻電源的接入電源為380伏的工業(yè)用電，通過(guò)整流輸出的電壓為0-240V，電流為0-50A，頻率2.2KHz。

提拉機(jī)構(gòu)(4)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)、生長(zhǎng)爐(6)在一個(gè)大的操作平臺(tái)上，有嚴(yán)格的垂直和水平要求。提拉機(jī)構(gòu)是一個(gè)上升和下降的平臺(tái)，由圖中未示的精密級(jí)大電機(jī)和減速機(jī)控制，其行程大約為500mm。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要為精密級(jí)小電機(jī)(圖中未示)，轉(zhuǎn)數(shù)一般使用在9-15R/min。

結(jié)合圖1和圖2，上述提拉機(jī)構(gòu)(4)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(5)以及稱重傳感器(圖中未顯示)均電連接至控制柜(7)，并由控制柜通過(guò)如圖1所示及上述電原理控制各機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。控制柜將理論增重值與實(shí)際增重測(cè)量值進(jìn)行比對(duì)，得出一個(gè)毫伏值，然后經(jīng)電阻電容分壓器減壓，通過(guò)熱電偶(8)輸出一個(gè)毫伏值給溫控儀，由溫控儀給出0-10V電壓給中頻電源，中頻電源電連接感應(yīng)線圈，其中套設(shè)有金屬坩堝，感應(yīng)電圈直接在金屬坩堝上產(chǎn)生電子渦流。這樣，控制柜通過(guò)稱重傳感器傳輸給控制柜的信號(hào)調(diào)整輸出給溫控儀的電壓，從而調(diào)整中頻電源的輸出電壓，使感應(yīng)線圈產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臏u流強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型的生長(zhǎng)裝置中，上述提拉機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)可以均通過(guò)工控機(jī)(圖中未示)進(jìn)行控制，該工控機(jī)也與上述控制柜電連接。

生長(zhǎng)爐由鋁制爐套和石英管、保溫材料(10)等組成。鋁制爐套內(nèi)通有循環(huán)水，用于降溫。生長(zhǎng)時(shí)通過(guò)進(jìn)氣口(11)向石英管內(nèi)通滿氮?dú)?N₂)來(lái)達(dá)到晶體的生長(zhǎng)環(huán)境。生長(zhǎng)爐上方有兩個(gè)觀察孔(12)，利于觀察晶體的生長(zhǎng)情況。