[實用新型]一種重量可調的鍺單晶生長用懸浮坩堝

有效

• 申請號: 202020948505.1
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN212451738U
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 柯尊斌;陸海風;秦瑤;王卿偉;陳仕天
• 申請（專利權）人: 中鍺科技有限公司
• 主分類號: C30B15/10
• 分類號: C30B15/10;C30B15/20;C30B29/08
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 李建芳

本實用新型公開了一種重量可調的鍺單晶生長用懸浮坩堝，包括圓筒形堝壁；圓筒形堝壁內側底部設有向外凸出的弧形堝底；圓筒形堝壁頂部沿周邊均布有兩個以上相同深度的配重盲孔；弧形堝底為曲率半徑為從周邊到中心逐漸增大的結構，弧形堝底上開有進料孔。上述懸浮坩堝，通過配重盲孔的設置，可通過向配重盲孔中添加鎢棒或者鉬棒來調節懸浮坩堝重量，實現進料深度的調節，改善了熔體對流，提升了單晶質量；通過加大弧形堝底中心處的曲率半徑，大大提升了懸浮坩堝在熔體中的穩定性，有利于單晶成晶；進一步，通過加大圓筒形堝壁的上半部分內壁的粗糙度，增加了浮渣在懸浮坩堝上半部分內壁的粘附，消除了浮渣對無位錯鍺單晶成晶影響，提升了單晶合格率。

技術領域

本實用新型涉及一種重量可調的鍺單晶生長用懸浮坩堝，屬于晶體生長技術領域。

背景技術

直拉法生長鍺單晶，是利用旋轉著的籽晶從坩堝中的熔體中提拉制備出單晶的方法，拉晶過程在單晶爐中實現。

現有的懸浮坩堝，重量固定、不可調節，存在進料深度難調節的問題，若進料深度過淺，會導致坩堝中的熔體從邊緣開始結晶，導致無法拉晶，若進料深度過深，會由于不同高度熔體的較大的溫度差而導致熔體對流，進而影響熔體質量；且懸浮坩堝底部為半圓形結構，存在懸浮坩堝在熔體中穩定性差的缺點。進一步，現有的懸浮坩堝使用過程中，浮渣不容易粘附在懸浮坩堝內壁，進而影響成晶效果。

實用新型內容

本實用新型提供一種重量可調的鍺單晶生長用懸浮坩堝，解決了現有懸浮坩堝重量固定、不可調節及浮堝在熔體中穩定性差的問題；進一步，還解決了浮渣在坩堝內壁難以粘附，進而影響成晶效果的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案如下：

一種重量可調的鍺單晶生長用懸浮坩堝，包括圓筒形堝壁；圓筒形堝壁內側底部設有向外凸出的弧形堝底；圓筒形堝壁頂部沿周邊均布有兩個以上相同深度的配重盲孔；弧形堝底為曲率半徑為從周邊到中心逐漸增大的結構，弧形堝底上開有進料孔。

上述通過配重盲孔的設置，可通過向配重盲孔中添加鎢棒或者鉬棒來調節懸浮坩堝重量，實現進料深度的調節，改善了熔體對流，提升了單晶質量。

弧形堝底為曲率半徑為從周邊到中心逐漸增大的結構，也即加大了弧形堝底中心處的曲率半徑，這樣弧形堝底外側中心附近弧線平緩，大大提升了懸浮坩堝在熔體中的穩定性，有利于單晶成晶。

為了解決浮渣在坩堝內壁難以粘附的問題，圓筒形堝壁的上半部分內壁的粗糙度Ra1大于下半部分內壁的粗糙度Ra2。也即增大了圓筒形堝壁上半部分內壁的粗糙度，增加了浮渣在懸浮坩堝上半部分內壁的粘附，消除了浮渣對無位錯鍺單晶成晶影響，提升了單晶合格率。下半部分內壁低的粗糙度，可以減少拉晶過程中熔體與坩堝內壁摩擦，以降低石墨表層掉顆粒。圓筒形堝壁的上半部分，也即圓筒形堝壁高度方向、中部及以上的部分；圓筒形堝壁的下半部分，也即圓筒形堝壁高度方向、中部以下的部分。

進一步優選，粗糙度Ra1的取值范圍為11～13μm，粗糙度Ra2的取值范圍為1～4μm。

為了兼顧穩定性和進料的問題，弧形堝底的曲率半徑從周邊到中心的漸變范圍為800～1000mm。弧形堝底中心的曲率半徑為1000mm，可以很好地確保坩堝在熔體中的穩定性，到周邊曲率半徑逐漸減小為800mm，可以確保熔體順利從進料孔中進入。

為了進一步便于進料，弧形堝底的最大半徑為R，進料孔設在距離弧形堝底中心1/3～2/3R處。

為了便于控制和調整，所有配重盲孔的形狀相同、大小相等。配重盲孔的橫截面為圓形。

為了便于操作，配重盲孔的軸向與圓筒形堝壁的軸向相互平行。

為了滿足一般生產需求，優選，配重盲孔有28～32個。

本實用新型未提及的技術均參照現有技術。