[發明專利]一種高通量單晶生長裝置

有效

• 申請號: 202010054648.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111254484B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 曹義明;康艷茹;何禧佳;徐坤;李哲;張元磊;魏生賢;劉冕
• 申請（專利權）人: 曲靖師范學院
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

1.一種高通量單晶生長裝置，其特征在于，包括驅動機構、真空機構、控制系統(3)、加熱機構(4)和樣品艙(5)；

所述驅動機構包括升降組件(10)和轉動組件(11)；所述轉動組件(11)固定在所述升降組件(10)上，并且所述樣品艙(5)與所述轉動組件(11)可拆卸連接，所述樣品艙(5)在所述轉動組件(11)的帶動下沿自身軸線轉動，所述轉動組件(11)在所述升降組件(10)的帶動下做升降運動；

所述升降組件(10)包括固定底座(100)、導軌支架(101)、絲杠導軌部(102)、探測臂(103)和第一電機(104)；

所述絲杠導軌部(102)包括絲杠、滑桿和滑塊；

所述導軌支架(101)、所述絲杠和所述滑桿的一端固定在所述固定底座(100)的頂部端面，與所述固定底座(100)垂直；所述支架的另一端設有支撐板，所述絲杠的另一端與所述支撐板轉動連接，所述滑桿的另一端與所述支撐板固定連接；所述滑塊與所述絲杠和所述滑桿適配連接；所述第一電機(104)固定在所述導軌支架(101)上，與所述控制系統(3)電連接，其輸出軸與所述絲杠固定連接；

所述探測臂(103)與所述滑塊固定連接，所述轉動組件(11)安裝在所述探測臂(103)上，所述第一電機(104)帶動所述絲杠轉動，所述滑塊沿所述絲杠做升降運動，帶動所述轉動組件(11)和所述樣品艙(5)運動；

所述轉動組件(11)包括第二電機(110)、輔助支撐板(111)和錐齒輪組(112)；所述輔助支撐板(111)為相互垂直的兩塊板拼接組成；

所述錐齒輪組(112)為相互嚙合的一對錐齒輪；

所述輔助支撐板(111)的一側板垂直固定在所述探測臂(103)上，所述第二電機(110)與所述控制系統(3)電連接，其的輸出軸貫穿該側板，并通過錐齒輪組(112)的一個錐齒輪固定連接；所述輔助支撐板(111)的另一側板安裝動密封裝置(113)并與連通所述樣品艙(5)的管路轉動連接，所述錐齒輪組(112)的另一個齒輪套設固定在所述動密封裝置(113)下端的管路，在所述第二電機(110)的驅動下，帶動所述樣品艙(5)轉動；

所述真空機構包括真空泵(20)、氣體鋼瓶(21)、真空計(22)；所述真空泵(20)和所述氣體鋼瓶(21)均通過管路與所述樣品艙(5)連通；并在靠近所述真空泵(20)、所述氣體鋼瓶(21)和所述樣品艙(5)的氣口端安裝閥門(23)；

所述加熱機構(4)適配安裝在所述樣品艙(5)的下方；

所述樣品艙(5)為剛玉管坩堝，所述剛玉管坩堝內安裝多根圓柱狀剛玉管；

所述控制系統(3)分別與所述加熱機構(4)、所述升降組件(10)和所述轉動組件(11)的控制部電連接。

2.根據權利要求1所述的一種高通量單晶生長裝置，其特征在于，所述樣品艙(5)頂部開口，開口端安裝真空法蘭(24)，所述真空法蘭(24)連接管路，該管路分別與所述探測臂(103)和所述動密封裝置(113)轉動連接，與所述錐齒輪組(112)的錐齒輪固定連接，并安裝閥門(23)；

所述真空泵(20)和所述氣體鋼瓶(21)的氣口通過管路連接三通部件的兩個開口，并在所述三通部件其余一個開口連接管路；該段管路通過所述動密封裝置(113)與所述樣品艙(5)開口端的管路連通。

3.根據權利要求2所述的一種高通量單晶生長裝置，其特征在于，所述三通部件處安裝真空計(22)。

4.根據權利要求1或2所述的一種高通量單晶生長裝置，其特征在于，所述樣品艙(5)開口端的管路外部套裝且固定支撐管(25)，所述支撐管(25)與所述探測臂(103)連接處套設軸承，所述軸承與所述探測臂(103)固定；所述支撐管(25)與所述輔助支撐板(111)連接處設有所述動密封裝置(113)，所述動密封裝置(113)固定在所述輔助支撐板(111)上，并且套設在所述支撐管(25)外側與其轉動連接。

5.根據權利要求4所述的一種高通量單晶生長裝置，其特征在于，所述支撐管(25)為多根子管拼接而成，所述子管兩端均設有KF16接頭(26)。

6.根據權利要求1所述的一種高通量單晶生長裝置，其特征在于，所述加熱機構(4)為可控垂直加熱爐，型號為KSS-1600℃。