[發明專利]感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱方法和裝置及單晶爐

在審

• 申請號: 201811548809.2
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109338461A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 肖學峰;張學鋒;韋海成;張歡
• 申請（專利權）人: 北方民族大學
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B15/14
• 代理公司: 寧夏合天律師事務所 64103
• 代理人: 周曉梅;孫彥虎

1.一種感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱方法，其特征在于：晶體生長的階段，在坩堝外側設置輔助溫場，所述坩堝自身可發熱，將所述輔助溫場放置于坩堝徑向延伸的坩堝側壁外側的位置，通過所述輔助溫場加熱坩堝內熔體，提高坩堝內熔體的縱向溫度梯度。

2.如權利要求1所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱方法，其特征在于：將所述輔助溫場放置于坩堝側壁中下部位置。

3.如權利要求2所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱方法，其特征在于：所述輔助溫場為坩堝外側設置保溫體，在保溫體外側安裝輔助加熱絲，將所述輔助加熱絲水平纏繞于保溫體外側環壁上，輔助加熱絲設置于保溫體中部偏下的位置，通過輔助加熱絲自身發熱來加熱坩堝內熔體。

4.一種感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，其特征在于：包括發熱體、保溫體、第一支撐體、第二支撐體、坩堝、輔助加熱絲，所述發熱體由水冷銅線繞成螺旋狀，所述發熱體與交流電源連接，保溫體為一筒狀體，保溫體的上端面開口，保溫體內置于發熱體中，所述第一支撐體、第二支撐體高度可調，所述第一支撐體包括多個第一墊環體，多個第一墊環體同軸疊放一起，以組成第一支撐體，所述第一支撐體的下端端面固定設置，所述保溫體置于第一支撐體的上端端面上，以通過第一支撐體調整保溫體的高度，所述第二支撐體包括多個第二墊環體，多個第二墊環體同軸疊放一起，以組成第二支撐體，所述第二支撐體的下端放置于保溫體內側底壁上，所述坩堝置于第二支撐體的上端端面上，以通過第二支撐體調整坩堝的高度，所述坩堝能夠收容熔體，坩堝由高導磁材料制成，以通過發熱體產生的磁場使坩堝本身發熱，輔助加熱絲水平纏繞于保溫體的外側環壁上，輔助加熱絲設置于保溫體中部偏下的位置，輔助加熱絲由高導磁材料制成，以通過發熱體產生的磁場使輔助加熱絲本身發熱，進而加熱與輔助加熱絲相應位置的坩堝側壁。

5.如權利要求4所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，其特征在于：保溫體的下端面設置有第一散熱孔，每一個第一墊環體的端面設有第二散熱孔，第二散熱孔與第一散熱孔同軸設置，每一個第二墊環體的端面設有第三散熱孔，第三散熱孔與第一散熱孔同軸設置。

6.如權利要求4所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，其特征在于：所述保溫體的軸線與發熱體的軸線重合，所述坩堝與保溫體同軸設置。

7.如權利要求4所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，其特征在于：所述輔助加熱絲為鉑、銥、鎳中的一種。

8.如權利要求4所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，其特征在于：在保溫體外側環壁纏繞兩圈輔助加熱絲。

9.如權利要求4所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，其特征在于：在坩堝的外壁與保溫體內壁之間的空間填充有氧化鋯粉料。

10.一種感應加熱直拉法生長單晶的單晶爐，其特征在于：包括爐體、晶種軸、驅動機構以及權利要求4至9中任一項所述的感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置，感應加熱直拉法生長單晶的輔助加熱裝置安裝于爐體的腔室中，驅動機構安裝于爐體的頂端，晶種軸沿爐體的腔室上下方向延伸，晶種軸與坩堝同軸設置，晶種軸具有一個自由端，晶種軸的另一端與驅動機構連接，驅動機構帶動晶種軸繞晶種軸的軸線轉動，并帶動晶種軸相對爐體上下直線運動。