[發(fā)明專利]晶體的生長(zhǎng)裝置及生長(zhǎng)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910010891.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN109505008A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 狄聚青;朱劉;劉運(yùn)連
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清遠(yuǎn)先導(dǎo)材料有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/14
• 分類號(hào): C30B15/14;C30B33/02;C30B29/34;C30B29/28
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種晶體生長(zhǎng)裝置，該晶體生長(zhǎng)裝置包括一內(nèi)中頻感應(yīng)線圈、一外中頻感應(yīng)線圈，所述外中頻感應(yīng)線圈套設(shè)于內(nèi)中頻感應(yīng)線圈外側(cè)，所述外中頻感應(yīng)線圈在晶體生長(zhǎng)過程中能夠沿著豎直方向移動(dòng)；所述內(nèi)中頻感應(yīng)線圈在晶體生長(zhǎng)過程中位置固定；所述晶體生長(zhǎng)裝置還包括一感應(yīng)坩堝，所述感應(yīng)坩堝置于內(nèi)中頻感應(yīng)線圈內(nèi)部。本發(fā)明同時(shí)涉及一種晶體生長(zhǎng)方法。本晶體的生長(zhǎng)裝置及生長(zhǎng)方法通過在晶體的不同生長(zhǎng)階段沿著豎直方向向上或者向下移動(dòng)外中頻感應(yīng)線圈，使雙中頻感應(yīng)線圈形成的溫場(chǎng)的溫度梯度減小，避免晶體開裂，所制備得到的晶體無開裂、氣泡、夾雜、散射等缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶體制備領(lǐng)域，尤其涉及一種晶體的生長(zhǎng)裝置及生長(zhǎng)方法。

背景技術(shù)

提拉法是一種從熔體中生長(zhǎng)晶體的方法，具有生長(zhǎng)速度快、易觀察、晶體質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于硅、鍺、藍(lán)寶石、激光晶體、閃爍晶體的生長(zhǎng)。

中頻感應(yīng)提拉法是利用中頻線圈的感應(yīng)加熱作用，采用感應(yīng)坩堝發(fā)熱體來熔化原料，來完成晶體生長(zhǎng)的方法。中頻感應(yīng)提拉法具有污染小、能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前氧化物晶體生長(zhǎng)的主要方法之一，廣泛應(yīng)用于石榴石、釩酸釔、硅酸釔镥、鈮酸鋰、鉭酸鋰等晶體的生產(chǎn)。

中頻感應(yīng)提拉法受坩堝的限制，隨著晶體生長(zhǎng)的進(jìn)行，坩堝內(nèi)熔體逐漸減少，坩堝的裸露面逐漸增加，坩堝對(duì)晶體的熱輻射作用逐漸增強(qiáng)，造成晶體生長(zhǎng)面附近溫度梯度逐漸減小，容易造成界面反轉(zhuǎn)、包裹、云層等缺陷。經(jīng)過退火階段后，晶體底部仍在坩堝內(nèi)部，晶體頭尾溫差很大，造成晶體內(nèi)部有較大的熱應(yīng)力，極易造成晶體開裂等缺陷。

所以，有必要設(shè)計(jì)一種新的晶體的生長(zhǎng)裝置及生長(zhǎng)方法以解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種減少晶體內(nèi)部的熱應(yīng)力的晶體的生長(zhǎng)裝置及生長(zhǎng)方法。

為實(shí)現(xiàn)前述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種晶體生長(zhǎng)裝置，該晶體生長(zhǎng)裝置包括一內(nèi)中頻感應(yīng)線圈、一外中頻感應(yīng)線圈，所述外中頻感應(yīng)線圈套設(shè)于內(nèi)中頻感應(yīng)線圈外側(cè)，所述外中頻感應(yīng)線圈在晶體生長(zhǎng)過程中能夠沿著豎直方向移動(dòng)；所述內(nèi)中頻感應(yīng)線圈在晶體生長(zhǎng)過程中位置固定；所述晶體生長(zhǎng)裝置還包括一感應(yīng)坩堝，所述感應(yīng)坩堝置于內(nèi)中頻感應(yīng)線圈內(nèi)部。

本發(fā)明同時(shí)提出一種晶體生長(zhǎng)方法，其采用上述的晶體生長(zhǎng)裝置，該晶體生長(zhǎng)方法包括如下步驟：

S1、化料階段，將中頻感應(yīng)線圈沿著豎直方向向上移動(dòng)，使外中頻感應(yīng)線圈高于內(nèi)中頻感應(yīng)線圈5-15mm；

S2、長(zhǎng)晶階段包括放肩階段、等徑階段、收尾階段；放肩階段，以0.1-1mm/h的速度將外中頻感應(yīng)線圈沿著豎直方向向下移動(dòng)；等徑階段，以0.5-2mm/h的速度將外中頻感應(yīng)線圈沿著豎直方向向下移動(dòng)；收尾階段，以0.1-1mm/h的速度將外中頻感應(yīng)線圈沿著豎直方向向下移動(dòng)；

S3、退火階段，以0.3-0.5mm/h的速度將外中頻感應(yīng)線圈沿著豎直方向逐漸向上移動(dòng)，在功率降到0時(shí)，使外中頻感應(yīng)線圈的位置恢復(fù)到化料階段時(shí)外中頻感應(yīng)線圈的位置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，放肩階段，以0.5-1mm/h的晶體生長(zhǎng)速度開始放肩。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，等徑階段，以0.6-2mm/h的速度進(jìn)行晶體生長(zhǎng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，收尾階段，以0.5-1mm/h的速度進(jìn)行晶體生長(zhǎng)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述晶體為摻雜的石榴石晶體、摻雜的釩酸釔晶體、摻雜的硅酸釔镥晶體、摻雜的鈮酸鋰晶體、摻雜的鉭酸鋰晶體。

本晶體的生長(zhǎng)裝置及生長(zhǎng)方法通過在晶體的不同生長(zhǎng)階段沿著豎直方向向上或者向下移動(dòng)外中頻感應(yīng)線圈，使雙中頻感應(yīng)線圈形成的溫場(chǎng)的溫度梯度減小，避免晶體開裂，所制備得到的晶體無開裂、氣泡、夾雜、散射等缺陷。

附圖說明