本实用新型专利技术公开了基于电阻炉的晶体自动化生长装置，包括炉体（1）、基座（2）、支架（3）、坩埚（4）、提升组件、旋转组件、控制处理器（16）等，旋转组件包括伺服电机I（7）、伺服驱动器I（8）以及转轴（9），提升组件包括伺服电机II（11）、伺服驱动器II（12）、传动装置、籽晶丝杆轴（13）、重量传感器（15）以及籽晶杆（14），基座（2）中设置有速度传感器I（19），支架（3）上设置有速度传感器II（25）。本实用新型专利技术的有益效果是：通过传感器采样，控制处理器控制控制伺服电机来进行坩埚转动和晶体提拉，提高了晶体生长装置的自动化性能，增加了晶体生长装置的稳定性，并具有结构合理、使用方便的特点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种晶体生长装备，特别是涉及基于电阻炉的晶体自动化生长装置。
技术介绍
提拉法又称直拉法，英文简称Cz法，是一种目前最流行的块状单晶体生长技术，该方法的优势在于可测试和观察生长界面、定向籽晶，因而控制方便，能获得较快的生长速率和很高的产品性能均匀性，因而成品率远大于其它晶体生长方式。但现有的晶体生长装置中，晶体生长大都是人工控制，由人眼观察晶体的尺寸，根据操作者的经验者的经验来决定升温还是降温进行晶体的生长，现有的晶体生长装置具有以下的不足：1、自动化程度不高，效率低下，目前基本都是根据操作人员的经验来进行操作，2、个人经验的依赖性较强，生长出来的晶体外形重复性不好，质量不稳定。3、高温使用环境下，铱金坩埚存在铱金挥发，会引起埚壁变形、埚底扭曲等问题，当挥发损耗达到一定程度后，铱金坩埚出现渗漏或穿孔现象，装置稳定性能较差，严重影响生产。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于电阻炉的晶体自动化生长装置，能够克服现有技术的不足，能够提高晶体生长装置的自动化性能和稳定性。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于电阻炉的晶体自动化生长装置，它包括炉体、基座、支架、坩埚、提升组件、旋转组件、控制处理器、电源以及温升组件；其中，炉体安装在基座上，炉体的底部设置有旋转支座，坩埚安装在旋转支座上，温升组件由盘绕在坩埚上的石墨加热器和连接石墨加热器的温度控制器组成；旋转组件包括伺服电机I、伺服驱动器I以及转轴，伺服电机I安装在基座中，伺服驱动器I安装在伺服电机I上，转轴的一端与伺服电机I的输出轴相连，转轴的另一端与旋转支座相连；提升组件包括伺服电机II、伺服驱动器II、传动装置、籽晶丝杆轴、重量传感器以及籽晶杆，伺服电机II安装在支架上，伺服驱动器II安装在伺服电机II上，籽晶丝杆轴的一端通过传动装置与伺服电机II的输出轴相连，籽晶丝杆轴的另一端通过重量传感器与籽晶杆相连，重量传感器的信号输出端与控制处理器相连，基座中设置有检测转轴的速度传感器I，速度传感器I的输出端与控制处理器相连，支架上设置有检测转速籽晶丝杆轴的速度传感器II，速度传感器II的输出端与控制处理器相连，炉体中设置有温度传感器，温度传感器的输出端与控制处理器相连，坩埚中装有熔料，炉体的顶部设置有通孔，籽晶杆穿过通孔，籽晶杆上的籽晶置入坩埚的熔料中，控制处理器的输出端分别与伺服驱动器I、伺服驱动器II以及温度控制器的输入端相连，温度控制器、伺服电机I、伺服驱动器I、伺服电机II、伺服驱动器II以及控制处理器同时与电源电联。所述的炉体为圆筒体。所述的转轴的两端分别通过联轴器与伺服电机I的输出轴以及旋转支座相连。所述的籽晶丝杆轴穿过孔与重量传感器的第一固定端通过螺栓连接，籽晶杆与重量传感器的第二固定端通过螺栓连接。所述的籽晶轴、重量传感器以及籽晶杆垂直安装且籽晶轴、重量传感器以及籽晶杆的中心线在一条垂直线上。所述的控制处理器及电源外侧均设置有保护柜。所述的控制处理器上设置有显示屏和输入设备。所述的炉体上设置有气孔，炉体通过气孔与抽真空装置相连，炉体内的真空度为10-3至10-4Pa。所述的炉体的内壁上自内向外依次设置有保温层和冷却层，冷却层与外部的冷却液循环系统连通。所述的坩埚的埚底设置有加厚区，加厚区的厚度为3mm，坩埚的外壁上固定安装有至少两个对称设置的挂耳。提拉法的基本过程如下：装料：用于晶体生长的原料可以是粉料、饼料、晶料，可以是粉料、饼料、晶料的混合料。晶体生长的原料可以是生料，可以是熟料。抽真空：完成装料流程之后，采用设备中的真空系统对炉腔抽取满足晶体生长要求的真空度。根据生长晶体特性的要求，可能持续到整个晶体生长过程，直到整个晶体生长流程结束，或者持续到熔料流程结束。充气：根据生长晶体特性的要求，在抽真空流程结束后将保护气体充入炉腔，该保护气体可以惰性气体，可以是还原性气体，可以是流动性的，也可以是非流动性的，相对于大气压，可以是正压力，也可以是负压力。熔料：在设备控制系统的控制下，按照设定控制算法控制加热器产生热量，直到坩埚中的原料完全熔化，原料完全熔化与否，可以采用人眼观察，可以采用光电成像仪，从炉腔顶部观察窗进行判断。过热：根据晶体的生长特性，在于将原料熔化后，保持熔体温度在熔点之上的一段时间。该流程可以根据晶体的生长特性，自主决定是否执行。长晶：在于过热阶段结束后，将熔体保持在熔点温度，在晶体生长设备控制系统的控制下，对流体冷却系统进行冷却控制和对加热器进行降温控制。在进行该流程时，籽晶必须没有完全熔化，以保证晶体生长取向和晶体质量。该流程终止于熔体全部结晶。退火：该流程在晶体生长设备的控制系统的控制下，依据生长晶体的特性，通过控制加热器的温度进行降温算法控制。该流程达到消除晶体热应力、提高晶体质量的效果。降温：在退火流程结束后，在晶体生长设备的控制系统的控制下，通过控制加热器的温度进行降温算法控制。本技术的有益效果是：通过传感器采样，控制处理器控制控制伺服电机来进行坩埚转动和晶体提拉，提高了晶体生长装置的自动化性能，同时也提高了生效效率，同时坩埚底部加设的埚底加厚区将埚底局部加厚，可以明显改善埚底扭曲变形的情况，可以提高铱金坩埚使用周期到七次以上，节约了生产成本，增加了晶体生长装置的稳定性，并具有结构合理、使用方便的特点。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术（无控制处理器和电源）的结构示意图；图3为本技术固定座的结构示意；图4为本技术炉体的结构示意图；图5为本技术坩埚的结构示意图；图中，1-炉体，2-基座，3-支架，4-坩埚，5-石墨加热器，6-温度控制器，7-伺服电机I，8-伺服驱动器I，9-转轴，10-旋转支座，11-伺服电机II，12-伺服驱动器II，13-籽晶丝杆轴，14-籽晶杆，15-重量传感器，16-控制处理器，17-电源，18-保护柜，19-速度传感器I，20-蜗杆，21-涡轮，22-通孔，23-固定座，24-孔，25-温度传感器，26-气孔，27-保温层，28-冷却层，29-加厚区，30-挂耳，31-温度传感器。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本技术的技术方案，但本技术的保护范围不局限于以下所述。如图1、图2所示，基于电阻炉的晶体自动化生长装置，它包括炉体1、基座2、支架3、坩埚4、提升组件、旋转组件、控制处理器16、电源17以及温升组件。其中，炉体1安装在基座2上，炉体1的底部设置有旋转支座10，坩埚4安装在旋转支座10上，温升组件由盘绕在坩埚4上的石墨加热器5和连接石墨加热器5的温度控制器6组成；温度控制器6安装在支架3或炉体1上均可，可根据实际场地自行确定，旋转组件包括伺服电机I7、伺服驱动器I8以及转轴9，伺服电机I7安装在基座2中，伺服驱动器I8安装在伺服电机I7上，转轴9的一端与伺服电机I7的输出轴相连，转轴9的另一端与旋转支座10相连；提升组件包括伺服电机II11、伺服驱动器II12、传动装置、籽晶丝杆轴13、重量传感器15以及籽晶杆14，伺服电机II11安装在支架3上，伺服驱动器II12安装在伺服电机II11上，籽晶丝杆轴13的一端通过传动装置与伺服电机II11的输出轴相连，籽晶丝杆轴13的另一端通过重量传感器1本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于电阻炉的晶体自动化生长装置，其特征在于：它包括炉体（1）、基座（2）、支架（3）、坩埚（4）、提升组件、旋转组件、控制处理器（16）、电源（17）以及温升组件；其中，炉体（1）安装在基座（2）上，炉体（1）的底部设置有旋转支座（10），坩埚（4）安装在旋转支座（10）上，温升组件由盘绕在坩埚（4）上的石墨加热器（5）和连接石墨加热器（5）的温度控制器（6）组成；旋转组件包括伺服电机I（7）、伺服驱动器I（8）以及转轴（9），伺服电机I（7）安装在基座（2）中，伺服驱动器I（8）安装在伺服电机I（7）上，转轴（9）的一端与伺服电机I（7）的输出轴相连，转轴（9）的另一端与旋转支座（10）相连，提升组件包括伺服电机II（11）、伺服驱动器II（12）、传动装置、籽晶丝杆轴（13）、重量传感器（15）以及籽晶杆（14），伺服电机II（11）安装在支架（3）上，伺服驱动器II（12）安装在伺服电机II（11）上，籽晶丝杆轴（13）的一端通过传动装置与伺服电机II（11）的输出轴相连，籽晶丝杆轴（13）的另一端通过重量传感器（15）与籽晶杆（14）相连，重量传感器（15）的信号输出端与控制处理器（16）相连，基座（2）中设置有检测转轴（9）的速度传感器I（19），速度传感器I（19）的输出端与控制处理器（16）相连，支架（3）上设置有检测转速籽晶丝杆轴（13）的速度传感器II（25），速度传感器II（25）的输出端与控制处理器（16）相连，炉体（1）中设置有温度传感器（31），温度传感器（31）的输出端与控制处理器（16）相连，坩埚（4）中装有熔料，炉体（1）的顶部设置有通孔（22），籽晶杆（14）穿过通孔（22），籽晶杆（14）上的籽晶置入坩埚（4）的熔料中，控制处理器（16）的输出端分别与伺服驱动器I（8）、伺服驱动器II（12）以及温度控制器（6）的输入端相连，温度控制器（6）、伺服电机I（7）、伺服驱动器I（8）、伺服电机II（11）、伺服驱动器II（12）以及控制处理器（16）同时与电源（17）电联。...
【技术特征摘要】
1.基于电阻炉的晶体自动化生长装置，其特征在于：它包括炉体（1）、基座（2）、支架（3）、坩埚（4）、提升组件、旋转组件、控制处理器（16）、电源（17）以及温升组件；其中，炉体（1）安装在基座（2）上，炉体（1）的底部设置有旋转支座（10），坩埚（4）安装在旋转支座（10）上，温升组件由盘绕在坩埚（4）上的石墨加热器（5）和连接石墨加热器（5）的温度控制器（6）组成；旋转组件包括伺服电机I（7）、伺服驱动器I（8）以及转轴（9），伺服电机I（7）安装在基座（2）中，伺服驱动器I（8）安装在伺服电机I（7）上，转轴（9）的一端与伺服电机I（7）的输出轴相连，转轴（9）的另一端与旋转支座（10）相连，提升组件包括伺服电机II（11）、伺服驱动器II（12）、传动装置、籽晶丝杆轴（13）、重量传感器（15）以及籽晶杆（14），伺服电机II（11）安装在支架（3）上，伺服驱动器II（12）安装在伺服电机II（11）上，籽晶丝杆轴（13）的一端通过传动装置与伺服电机II（11）的输出轴相连，籽晶丝杆轴（13）的另一端通过重量传感器（15）与籽晶杆（14）相连，重量传感器（15）的信号输出端与控制处理器（16）相连，基座（2）中设置有检测转轴（9）的速度传感器I（19），速度传感器I（19）的输出端与控制处理器（16）相连，支架（3）上设置有检测转速籽晶丝杆轴（13）的速度传感器II（25），速度传感器II（25）的输出端与控制处理器（16）相连，炉体（1）中设置有温度传感器（31），温度传感器（31）的输出端与控制处理器（16）相连，坩埚（4）中装有熔料，炉体（1）的顶部设置有通孔（22），籽晶杆（14）穿过通孔（22），籽晶杆（14）上的籽晶置入坩埚（4）的熔料中，控制处理器（16）的输出端分别与伺服驱动器I（8）、伺服驱动器II（12）以及温度控制器（6）的输入端相连，温度控制器（6）、伺服电机I（7...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴玥，
申请(专利权)人：成都晶九科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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