一种晶体生长装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种晶体生长装置。晶体生长装置包括晶体生长组件和加热组件，物料内置于晶体生长组件，加热物料至预定的温度梯度，引导物料进入引晶阶段、放肩阶段和等径生长阶段。根据测温组件的检测温度，导向组件驱动晶体生长组件运动，以适应VGF工艺和VB工艺的温度梯度要求。本实用新型专利技术结合VGF工艺和VB工艺的优势，有效放宽热场温度梯度的限制，提升晶体结晶速度。

【技术实现步骤摘要】
一种晶体生长装置
本技术涉及一种晶体生长装置，属于晶体生长
，特别涉及一种结合VGF工艺和VB工艺的晶体生长装置。
技术介绍
单晶材料是光电领域一种重要的基础应用材料，近年来相关研宄逐步深入，发展十分迅速，在光伏发电等领域应用非常广泛。然而，单晶材料的制备工艺的要求非常严格，晶体在生长过程中极易形成多晶、孪晶等伴生晶体，影响单晶的品质和质量，降低生产效率，提高生产成本。 目前，晶体生长工艺主要包括: 液封直拉法，(LiquidEncapsulated Czochralski, LEC)； 水平布里奇曼法，(HorizontalBridgman, HB)； 垂直布里奇曼法，(VerticalBridgman, VB)； 垂直梯度凝固法，(VerticalGradient Freeze, VGF) 以上晶体生长工艺及相关生长设备均存在一定缺陷。LEC工艺(液封直拉法)生长的晶体位错密度较高，难以生长高质量、低位错的单晶体。HB工艺(水平布里奇曼法)生长大尺寸单晶的材料利用率低。VB工艺(垂直布里奇曼法)相比于LEC工艺(液封直拉法)生长的晶体位错密度较低，但相比于HB工艺(水平布里奇曼法)和VGF工艺(垂直梯度凝固法)的晶体位错密度高。VGF工艺(垂直梯度凝固法)虽可生长高质量的单晶体，材料利用率较高，但VGF工艺(垂直梯度凝固法)的晶体生长过程不可视，且VGF工艺(垂直梯度凝固法)对热场温度梯度要求严格，导致单晶体成品率下降。另一方面，VGF工艺(垂直梯度凝固法)相比于VB工艺(垂直布里奇曼法)的晶体生长速度缓慢，导致单晶体生长成本昂贵。 当前，综合考察晶体生长的多种生长工艺，发展较为迅速、晶体生长品质和质量较高的晶体生长工艺是VB工艺(垂直布里奇曼法)和VGF工艺(垂直梯度凝固法)，但两种工艺各有优缺点。当前缺少一种可结合VGF工艺(垂直梯度凝固法)和VB工艺(垂直布里奇曼法)各自优点的晶体生长装置。传统的晶体生长装置不能有效结合VGF工艺(垂直梯度凝固法)在引晶阶段和放肩阶段的高质量晶体生长优势，不能有效结合VB工艺(垂直布里奇曼法)在等径生长阶段的晶体位错密度低的优势。此外，传统的晶体生长装置对热场温度梯度要求严格，单晶体生长速度缓慢。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种晶体生长装置，结合VGF工艺和VB工艺生长单晶体。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，结合VGF工艺在引晶阶段和放肩阶段的高质量生长优势，结合VB工艺在等径生长阶段低位错密度的优势，又快又好地生长单晶体。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，结合VGF工艺和VB工艺优势，提尚原材料利用率，提尚单晶体成品率。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，在单晶体等径生长阶段采用VB工艺，降低热场温度梯度要求。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，在引晶阶段和放肩阶段采用VGF工艺，提高单晶体生长速度。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，晶体生长装置的导向组件驱动导向轴带动晶体生长组件运动，以满足热场温度梯度要求。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，晶体生长装置的加热组件相互重叠，以满足热场温度梯度要求。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，晶体生长装置的测温组件多角度、多位置检测温度，便于调整温度，满足热场温度梯度要求。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，晶体生长装置的隔热组件立体保温，以满足热场温度梯度要求。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，便于通过晶体生长装置的观察孔观察单晶体生长程度和进度。 本技术的另一目的在于提供一种晶体生长装置，晶体生长装置的顶盖、本体和基座为中空结构，便于通入冷却水而原位退火。 为实现本技术的以上目的，一种晶体生长装置至少包括: 一种晶体生长装置，其特征在于，包括: 一基座、一顶盖和一本体，所述本体设有一本体收容腔； 一晶体生长组件，所述本体分别连接于所述基座和所述顶盖，所述本体设有 一本体收容腔，所述基座和所述本体和所述顶盖形成所述本体收容腔； 一加热组件，所述加热组件电连接于外部电源，所述加热组件包括一第一加热部、一第二加热部和一第三加热部，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部分别外设于所述晶体生长组件，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部组合加热内置于所述晶体生长组件的所述物料； 一隔热组件，所述隔热组件内设于所述本体收容腔，所述隔热组件外设于所述加热组件，所述隔热组件包括一第一隔热部和一第二隔热部，所述第一隔热部和所述第二隔热部分别外设于所述加热组件，所述第一隔热部一体连接于所述第二隔热部，所述第一隔热部和所述第二隔热部区隔所述晶体生长组件的热量；和 一测温组件，所述测温组件内设于所述本体收容腔，所述测温组件包括多个测温部，所述测温部分别贴近于所述加热组件，所述测温部包括一热电偶，所述测温部的所述热电偶内设于所述本体收容腔，所述测温部的所述热电偶贴近于所述加热组件，根据所述测温部的所述热电偶的检测温度调整所述加热组件加热功率，所述物料在所述晶体生长组件受热生长结晶为晶体。 根据本技术的一个实施例，所述晶体生长装置进一步包括一导向组件，所述导向组件包括一导向轴，所述导向轴一体连接于所述导向组件，所述晶体生长组件进一步包括一晶体生长组件连接部，所述晶体生长组件连接部一体连接于所述晶体生长组件，所述导向轴可旋转地连接于所述晶体生长组件连接部，所述导向组件驱动所述导向轴，所述导向轴带动所述晶体生长组件在所述本体收容腔内运动。 根据本技术的一个实施例，所述基座进一步包括一第一连接件，所述本体包括一第一筒体和一第二筒体，所述第一连接件分别固定连接所述基座和所述本体，所述顶盖进一步包括一第二连接件，所述第二连接件分别固定连接所述顶盖和所述本体。 根据本技术的一个实施例，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部的材料采用石墨制成。 根据本技术的一个实施例，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部相互重叠，所述第一加热部和所述第二加热部的重叠距离不小于5毫米，所述第二加热部和所述第三加热部的重叠距离不小于5毫米。 根据本技术的一个实施例，所述第一隔热部的材料为透明石英，所述第二隔热部的材料采用石墨和碳毡制成。 根据本技术的一个实施例，所述测温度的所述热电偶的数量大于或等于3个。 根据本技术的一个实施例，所述顶盖进一步设有一观察孔，所述观察孔贯通于所述本体收容腔，通过所述观察孔观察所述物料的结晶程度和结晶进度。根据本技术的一个实施例，所述基座进一步设有一第一贯通孔和一第二贯通孔，所述第一贯通孔和所述第二贯通孔分别贯通于所述本体收容腔，通过所述第一贯通孔向所述本体收容腔通入惰性气体，通过所述第二贯通孔排出所述惰性气体。 根据本技术的一个实施例，所述基座、所述本体、所述顶盖分别具有一中空结构，所述基座、所述本体、所述顶盖分别设有中空腔，向所述中空腔通入冷却水。 【附图说明】 图1是根据本技术的一个优选实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体生长装置，其特征在于，包括：一基座、一顶盖和一本体，所述本体设有一本体收容腔；一晶体生长组件，所述本体分别连接于所述基座和所述顶盖，所述本体设有一本体收容腔，所述基座和所述本体和所述顶盖形成所述本体收容腔；一加热组件，所述加热组件电连接于外部电源，所述加热组件包括一第一加热部、一第二加热部和一第三加热部，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部分别外设于所述晶体生长组件，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部组合加热内置于所述晶体生长组件的所述物料；一隔热组件，所述隔热组件内设于所述本体收容腔，所述隔热组件外设于所述加热组件，所述隔热组件包括一第一隔热部和一第二隔热部，所述第一隔热部和所述第二隔热部分别外设于所述加热组件，所述第一隔热部一体连接于所述第二隔热部，所述第一隔热部和所述第二隔热部区隔所述晶体生长组件的热量；和一测温组件，所述测温组件内设于所述本体收容腔，所述测温组件包括多个测温部，所述测温部分别贴近于所述加热组件，所述测温部包括一热电偶，所述测温部的所述热电偶内设于所述本体收容腔，所述测温部的所述热电偶贴近于所述加热组件，根据所述测温部的所述热电偶的检测温度调整所述加热组件加热功率，所述物料在所述晶体生长组件受热生长结晶为晶体。...

【技术特征摘要】
1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括: 一基座、一顶盖和一本体，所述本体设有一本体收容腔； 一晶体生长组件，所述本体分别连接于所述基座和所述顶盖，所述本体设有 一本体收容腔，所述基座和所述本体和所述顶盖形成所述本体收容腔； 一加热组件，所述加热组件电连接于外部电源，所述加热组件包括一第一加热部、一第二加热部和一第三加热部，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部分别外设于所述晶体生长组件，所述第一加热部、所述第二加热部和所述第三加热部组合加热内置于所述晶体生长组件的所述物料； 一隔热组件，所述隔热组件内设于所述本体收容腔，所述隔热组件外设于所述加热组件，所述隔热组件包括一第一隔热部和一第二隔热部，所述第一隔热部和所述第二隔热部分别外设于所述加热组件，所述第一隔热部一体连接于所述第二隔热部，所述第一隔热部和所述第二隔热部区隔所述晶体生长组件的热量；和 一测温组件，所述测温组件内设于所述本体收容腔，所述测温组件包括多个测温部，所述测温部分别贴近于所述加热组件，所述测温部包括一热电偶，所述测温部的所述热电偶内设于所述本体收容腔，所述测温部的所述热电偶贴近于所述加热组件，根据所述测温部的所述热电偶的检测温度调整所述加热组件加热功率，所述物料在所述晶体生长组件受热生长结晶为晶体。2.如权利要求1中所述的一种晶体生长装置，其中所述晶体生长装置进一步包括一导向组件，所述导向组件包括一导向轴，所述导向轴一体连接于所述导向组件，所述晶体生长组件进一步包括一晶体生长组件连接部，所述晶体生长组件连接部一体连接于所述晶体生长组件，所述导向轴可旋转地连接于所述晶体生长组件连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑飞龙，茅陆荣，周劲松，
申请(专利权)人：上海森松压力容器有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31