[發明專利]一種晶體生長的裝置及方法

有效

• 申請號: 201911229012.0
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN111041553B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 張虎;劉圓圓;周敏;鄭榮慶;高立志;劉偉;周國順
• 申請（專利權）人: 山東天岳先進科技股份有限公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B29/36
• 代理公司: 北京君慧知識產權代理事務所(普通合伙) 11716
• 代理人: 王寬

1.一種晶體生長的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

上坩堝，其用于晶體的生長，上坩堝的底部設置有多個上篩孔；

下坩堝，其位于上坩堝的下方，下坩堝的底部封閉，頂部設置有多個下篩孔，所述下篩孔與上篩孔錯位設置；所述上坩堝的底部設置有上凸柱，上凸柱與下篩孔匹配設置；所述下坩堝的頂部設置有下凸柱，下凸柱與上篩孔匹配設置;

升降裝置，包括控制上坩堝移動的第一升降裝置及控制下坩堝移動的第二升降裝置；

其中，所述上篩孔為圓柱形通孔，和/或所述下篩孔為圓柱形通孔；所述圓柱形通孔的直徑為5~10mm，相鄰圓柱形通孔的距離為2~10mm；

或所述上篩孔為圓臺形通孔，和/或所述下篩孔為倒圓臺形通孔；所述圓臺形通孔的上直徑為2~8mm，下直徑為9~15mm，相鄰圓臺形通孔的距離為2~10mm；所述倒圓臺形通孔的上直徑為9~15mm，下直徑為2~8mm，相鄰倒圓臺形通孔的距離為2~10mm。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上坩堝的底部設置有向下延伸的邊沿擋板，所述下坩堝的側壁頂端上設置有向下延伸的凹槽導軌，所述邊沿擋板在凹槽導軌中上下移動。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上坩堝和下坩堝均為筒狀結構，下坩堝的直徑與上坩堝的直徑相同，下坩堝的高度小于上坩堝的高度。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括保溫結構、爐體和加熱裝置，上坩堝和下坩堝均設置在保溫結構的腔內，保溫結構設置在爐體內，加熱裝置環繞設置在爐體外側；上坩堝的頂部粘結有籽晶。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一升降裝置包括第一支柱及由第一絲杠傳動機構驅動的第一升降臺，第一支柱的一端固定在上坩堝的頂部，另一端依次穿過保溫結構和爐體與第一升降臺連接；所述第二升降裝置包括第二支柱及由第二絲杠傳動機構驅動的第二升降臺，第二支柱的一端固定在下坩堝的底部，另一端依次穿過保溫結構和爐體與第二升降臺連接。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述第一絲杠傳動機構和第二絲杠傳動機構均包括滾珠絲桿、絲桿螺母、支架和電機，滾珠絲桿與絲桿螺母螺紋配合，絲桿螺母與第一升降臺或第二升降臺固定連接，滾珠絲桿轉動支撐在所述支架上，電機通過聯軸器帶動滾珠絲桿轉動。

7.使用權利要求1所述的裝置進行晶體生長的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

在長晶階段，將上坩堝在高溫區上下移動，下坩堝也同步移動以將上坩堝的底部與下坩堝的頂部緊密貼合，使得粉料碳化均勻；

當上坩堝生長腔內硅碳比小于1時，將下坩堝單獨向下移動，使得碳化后的粉料從上坩堝中過濾掉。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，上坩堝內的長晶壓力為5~800mbar，長晶溫度為2000~2500℃，長晶時間為20~120h。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，上坩堝和下坩堝上下移動的速率均為0.5~5mm/h，下坩堝單獨向下移動的距離為10~50mm。