[發明專利]人工晶體生長的溫場調控裝置和溫場動態調控方法

有效

• 申請號: 202011521644.7
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112795980B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 龍思衛;王彪;王文佳;林少鵬;朱允中;劉秩樺
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C30B15/20
• 分類號: C30B15/20
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

1.一種人工晶體生長的溫場調控裝置，其特征在于：包括溫場調節單元、控制單元以及電磁屏蔽結構；所述溫場調節單元包括蓋設在晶體溶液容器上方的保溫蓋，所述保溫蓋包括內徑較大的下段和內徑較小的上段；所述保溫蓋的下段側壁上設有第一散熱窗，所述第一散熱窗為均勻分布在所述保溫蓋下段側壁上的多個散熱孔；所述保溫蓋的上段側壁上設有第二散熱窗，所述第二散熱窗為均勻分布在所述保溫蓋上段側壁上的多個散熱孔；所述第一散熱窗上設有可將所述第一散熱窗嚴密遮擋的第一調節板，所述第一調節板可上下移動來調節遮擋第一散熱窗的比例；所述第二散熱窗上設有可將所述第二散熱窗嚴密遮擋的第二調節板，所述第二調節板可上下移動來調節遮擋第二散熱窗的比例；所述控制單元接收當前溫度信息、電源功率信息以及利用稱重法推導得到的晶體直徑信息，從而實時調整各調節板的開合方向及開合速度；所述電磁屏蔽結構消除電磁場對所述溫場調控裝置的負面影響。

2.根據權利要求1所述的人工晶體生長的溫場調控裝置，其特征在于：所述控制單元控制所述第一調節板與第二調節板的開合，開合移動的步進精度不大于0.2μm。

3.根據權利要求1所述的人工晶體生長的溫場調控裝置，其特征在于：還包括傳動單元；所述傳動單元包括電機組件和傳動桿，所述傳動桿的一端與電機組件連接，另一端分別與所述第一調節板和第二調節板連接；所述控制單元控制電機組件驅動傳動桿以調節所述第一調節板和第二調節板的開合方向及開合速度。

4.根據權利要求3所述的人工晶體生長的溫場調控裝置，其特征在于：所述電磁屏蔽結構是一個無蓋空心圓柱，環繞設置在所述溫場調節單元與所述電機組件之間，使得電機組件不受電磁場干擾。

5.根據權利要求3所述的人工晶體生長的溫場調控裝置，其特征在于：還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置使所述電機組件的表面溫度保持為室溫。

6.一種溫場動態調控方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在晶體溶液容器上方設置下段內徑大于上段內徑的保溫蓋；

S2：在所述保溫蓋下段的側壁上設置由多個均勻分布的散熱孔形成的第一散熱窗，在所述保溫蓋上段的側壁上設置由多個均勻分布的散熱孔形成的第二散熱窗；

S3：在所述第一散熱窗上設置可將所述第一散熱窗嚴密遮擋并可調節遮擋比例的第一調節板，在所述第二散熱窗上設置可將所述第二散熱窗嚴密遮擋并可調節遮擋比例的第二調節板；

S4：在晶體生長時，實時改變側向散熱窗的開啟比例以及晶體生長系統的溫度變化速率，從而調控晶體生長溫場的溫度梯度。

7.根據權利要求6所述的溫場動態調控方法，其特征在于：在所需溫度梯度較小的晶體生長階段，散熱窗部分或全部關閉。

8.根據權利要求6所述的溫場動態調控方法，其特征在于：在晶體放肩和等徑階段，根據當前的溫度信息、電源功率信息以及利用稱重法推導得到的晶體直徑信息實時調整散熱面積增加的速度以及晶體生長系統的溫度變化速率，修正晶體生長的溫度變化曲線。

9.根據權利要求6所述的溫場動態調控方法，其特征在于：在晶體收尾階段，散熱窗逐漸關閉，降低溫度梯度。