[發明專利]晶體及其鑄造方法和裝置

無效

• 申請號: 201010270943.8
• 申請日: 2010-09-01
• 公開（公告）號: CN102383184A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 趙鈞永
• 申請（專利權）人: 趙鈞永
• 主分類號: C30B11/14
• 分類號: C30B11/14;C30B11/00;C30B29/06;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.制造晶體、特別是單晶體的方法，包括提供無底坩堝套或底壁有缺口的坩堝，在坩堝套的底部或坩堝的底壁缺口處放置至少一個籽晶，與坩堝套一起形成晶體原料熔體在其中凝固的坩堝，熔化所述的籽晶的一部分使其成為與剩余籽晶的固體表面相接觸的晶體原料熔體的一部分，冷卻熔體使其沿籽晶未熔化的固態表面凝固，并使凝固的界面逐漸遠離籽晶中心。

2.根據權利要求1的方法，在籽晶面向所述的坩堝套或坩堝腔體的至少部分表面以外，設置熱絕緣區域，將至少部分晶體原料置于所述的坩堝腔體內的所述熱絕緣區域外與籽晶隔開的另一側，加熱熔化所述的晶體原料和籽晶的一部分，形成連成一體的與籽晶的固態部分接觸的熔體，冷卻熔體使其沿籽晶未熔化的固態表面凝固。

3.根據權利要求2的方法，其中，所述的熱絕緣區域包含有任選自以下一組材料中的至少一種：至少一個具有確定形狀的連續固體實體、至少一個形成了一個形狀的多孔隙的固體實體、許多非連續的固體材料。

4.根據權利要求2的方法，其中，所述的熱絕緣區域包含的許多非連續的固體材料為任選自纖維、中空纖維、顆粒、中空顆?；蚍勰畈牧现械闹辽僖环N。

5.根據權利要求2的方法，其中，在所述的熱絕緣區域和籽晶之間，還包含有任選自塊狀、纖維、中空纖維、顆粒、中空顆粒、中空塊或粉末狀原料的至少一種晶體原料。

6.根據權利要求2～5的方法，其中，所述的熱絕緣區域包含有任選自以下一組材料中的至少一種：碳或石墨材料、晶體原料、含有晶體原料構成成分包含的元素的材料、構成坩堝套內壁的材料、構成坩堝(套)內壁脫離涂層的材料、含有坩堝(套)內壁的構成成分包含的元素的材料、含有坩堝(套)內壁脫離涂層的構成成分包含的元素的材料、其他氧族元素化合物、其他碳族元素化合物、其他氮族元素化合物、其他硼化物、其他III和V族元素之間的化合物。

7.根據權利要求2～5的方法，其中，包括檢測所述的熱絕緣區域的材料的形態和/或位置的變化，當其與預先設置的參數符合時，啟動或延遲一個預定的時間啟動凝固步驟。

8.根據權利要求2～5的方法，其中，在晶體原料幾乎完全熔化成熔體后，構成所述的熱絕緣區域的材料從熔體的下部浮起到熔體表面并覆蓋熔體的至少部分表面。

9.根據權利要求1～5的方法，其中，所述的籽晶下方設置有和籽晶的尺寸或形狀相對應或按比例相似的熱傳導體。

10.根據權利要求1～5的方法，其中，所述的籽晶覆蓋所述的坩堝腔體底部面積的0.1～99.9％、優選1～10％。

11.根據權利要求10的方法，其中，凝固初期，在所述的籽晶所在部位還提供以籽晶中央為低溫點的水平徑向溫度梯度分布熱場。

12.鑄造晶體的裝置，所述的裝置包括：

無底或漏底坩堝，用于支撐所述的坩堝的部位，其中，晶體材料的熔體在所述的無底或漏底坩堝中凝固；

覆蓋所述的坩堝底部的均熱部位或導熱部位；

坩堝側壁外的發熱器；

包圍坩堝側壁底部的絕熱部位。

13.根據權利要求12所述的鑄造晶體的裝置，其中，位于坩堝側壁的發熱器的下邊緣，不低于、優選高于所述的絕熱部位的上邊緣。

14.鑄造晶體的裝置，所述的裝置包括：

無底或漏底坩堝，用于支撐所述的坩堝的部位，其中，晶體材料的熔體在所述的坩堝中凝固；

面向坩堝底部并列的至少一個均熱部位或導熱部位和至少一個絕熱部位，其中，所述的其中一個絕熱部位包圍所述的均熱部位或導熱部位的周邊。

15.鑄造晶體的裝置，所述的裝置包括：

無底或漏底坩堝，用于支撐所述坩堝的部位，其中，晶體材料的熔體在所述的坩堝中凝固；

面向所述的坩堝底部的并列的至少2個導熱部位，其中，一個導熱部位面對坩堝底部放置的籽晶，另一個導熱部位圍繞其周邊，其中，所述的面對坩堝底部放置的籽晶的導熱部位的導熱性高于所述的另一個導熱部位。

16.根據權利要求15的裝置，其中，所述的面對坩堝底部放置的籽晶的導熱部位的厚度薄于所述的另一個導熱部位。