一种直拉单晶炉底部用保温装置及直拉单晶炉制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种直拉单晶炉底部用保温装置及直拉单晶炉。一种直拉单晶炉底部用保温装置包括：坩埚杆，以及套设于所述坩埚杆上的一个或多个保温板，所述多个保温板间隔设置。本实用新型专利技术提供的保温装置可随坩埚的升降而移动，保持了坩埚底部与保温装置的距离稳定，有效的增强了单晶炉中坩埚底部的保温效果，减少温度梯度的变化，并且实用方便，效果显著，适用于低位错锗等一些对温度梯度要求较高晶体的直拉法生长工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种直拉单晶炉底部用保温装置及直拉单晶炉
本技术涉及半导体制备领域，特别涉及一种直拉单晶炉底部用保温装置及直拉单晶炉。
技术介绍
直拉法，简称CZ法，是1918年由切克劳斯基建立起来的一种晶体生长方法。目前已经成为单晶生长的主要方法之一，用于硅、锗、锑化铟等半导体材料，以及氧化物和其他绝缘类型的大晶体的制备。而采用直拉法生长低位错单晶或者半导体级单晶时，获得极小温度梯度热场是大部分晶体生长的必要措施。获得小温度梯度热场，主要包括加热器的设计，以及热场保温装置的设计。系统保温应用的主要材料为石墨碳毡，一般情况下通过在单晶炉内的坩埚外包裹一层较厚的石墨碳毡，即可获得比较好的保温效果，但是对于低位错锗单晶等一些对热场要求比较苛刻的晶体而言，只通过加强坩埚侧面的保温是远远不够的，底部保温和上部保温的保证，是获得适宜生长的小温度梯度热场的重要措施。一般单晶炉底部保温采用底部加装固化碳毡的方式，但是此种方式碳毡不能随坩埚的升降而移动，这会使得升降过程中温度梯度受到坩埚与底部固化碳毡距离的改变而发生变化，影响到热场的稳定性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种直拉单晶炉底部用保温装置，该保温装置可以消除现有技术中坩埚升降过程中温度梯度受坩埚与底部固化碳毡距离改变的影响。为了实现以上目的，本技术提供了以下技术方案：一种直拉单晶炉底部用保温装置，包括：坩埚杆，以及套设于所述坩埚杆上的一个或多个保温板，所述多个保温板间隔设置。该保温装置中的坩埚杆通常与直拉单晶炉中坩埚的底部固定连接(或者二者的位置相对固定)，以便于携带坩埚升降，这使得套设于坩埚杆上的所有保温板相对坩埚的距离是固定的，并不会随坩埚的升降而改变，因而避免了坩埚升降过程中温度梯度的波动，保证低位错单晶生长成品率的提升。综上，本技术提供的保温装置可随坩埚的升降而移动，保持了坩埚底部与保温装置的距离稳定，有效的增强了单晶炉中坩埚底部的保温效果，减少温度梯度的变化，并且实用方便，效果显著，适用于低位错锗等一些对温度梯度要求较高晶体的直拉法生长工艺。在此基础上，还可以改进其他结构，具体如下。优选地，所述保温板与所述坩埚杆为可拆卸连接。采用可拆卸的连接，既便于检修，也便于为适应工艺调整保温板的数量或规格等。通常采用环状的保温板，即中心开孔，坩埚杆可通过该中心孔穿过，或者多个可拼接为环状的小板。优选地，所述坩埚杆上设有台肩，所述保温板放置于所述台肩上。台肩是指直径大于坩埚杆整体的直径，即从坩埚杆上凸起。另外台肩可以是与坩埚杆一体成型的台肩，也可以是分体结构，例如将以环状元件套设于坩埚杆上形成台肩。优选地，所述保温板有多个时，所述坩埚杆上设有多个一一对应于所述保温板的台肩，并且两个所述保温板之间的台肩为套设于所述坩埚杆上的石英环。石英环具有优异的耐高温及保温效果，当保温板为多个时，每两个保温板及其之间的石英环台肩可以组成保温腔，增强热场的保温效果。为此，可以根据工艺适应增加保温板和石英环的数量。优选地，所述石英环的外径＜所述保温板的外径。这样以组成有效的保温腔。优选地，所述多个保温板等间距设置。等间距设置保证温度的均匀性。优选地，所述保温板为环状的石墨板或环状的石墨毡。本技术还保护上文所述的直拉单晶炉底部用保温装置组成的直拉单晶炉，即直拉单晶炉包括：坩埚；以及上文所述的直拉单晶炉底部用保温装置，直拉单晶炉底部用保温装置与所述坩埚的底部连接。综上，与现有技术相比，本技术达到了以下技术效果：(1)保温装置可随坩埚同步移动，有效的减少系统中温度梯度的波动；(2)两个保温板采用石英环隔开，目的是使得坩埚与炉体底部形成多个保温腔，更加增强系统的保温效果。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。图1为直拉单晶炉底部用保温装置的整体示意图；图2为保温板的俯视图；图3为保温板的侧视图；图4为石英环的俯视图；图5为石英环的侧视图；图6为坩埚杆的侧视图；图7为坩埚杆的俯视图；图8为保温装置组装于直拉单晶炉的示意图。附图标记：1-保温板，2-石英环，3-坩埚杆。具体实施方式下面将结合实施例对本技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本技术，而不应视为限制本技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。如图1所述的直拉单晶炉底部用保温装置，其包括坩埚杆3，以及套设于坩埚杆3上的两个保温板1和一个石英环2，在最下面的保温板1底部为坩埚杆3的凸起，以卡住保温板1。保温板1的俯视图和侧视图分别如图2和3。石英环2的俯视图和侧视图分别如图4和5。坩埚杆3的侧视图和俯视图分别如图6和7。将上述保温装置安装于直拉单晶炉后的装置如图8所示，坩埚杆3的顶部安装在坩埚的底部。上述保温装置中各结构的尺寸是任意是，是应工艺要求而设计，例如典型的尺寸如下：保温板外径409mm，内径73mm，厚度15mm；石英环，内径80mm，外径90mm；坩埚杆两端直径72mm，中间凸起部分直径90mm，凸起部位长度为50mm，凸起部位上端坩埚杆长度为150mm，下端长度为300mm。在实际应用时可以适应性调整各部分的尺寸，本技术并不限于以上尺寸。上文仅示出了包含两个保温板的保温装置，但实际产品中可增减保温板的数量，设置一个、三个甚至更多保温板。多个保温板优选等间距设置。保温板的材料以高保温性为优，例如典型的石墨板或石墨毡。石英环的材质可以替换为其他，例如石墨等。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直拉单晶炉底部用保温装置，其特征在于，包括：/n坩埚杆，/n以及套设于所述坩埚杆上的多个保温板，所述多个保温板间隔设置；所述保温板与所述坩埚杆为可拆卸连接；所述坩埚杆上设有多个一一对应于所述保温板的台肩，并且两个所述保温板之间的台肩为套设于所述坩埚杆上的石英环。/n

【技术特征摘要】
1.一种直拉单晶炉底部用保温装置，其特征在于，包括：
坩埚杆，
以及套设于所述坩埚杆上的多个保温板，所述多个保温板间隔设置；所述保温板与所述坩埚杆为可拆卸连接；所述坩埚杆上设有多个一一对应于所述保温板的台肩，并且两个所述保温板之间的台肩为套设于所述坩埚杆上的石英环。


2.根据权利要求1所述的直拉单晶炉底部用保温装置，其特征在于，所述石英环的外径＜所述保温板的外径。

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【专利技术属性】
技术研发人员：王宇，冯德伸，于洪国，雷同光，李燕，马英俊，林泉，
申请(专利权)人：北京国晶辉红外光学科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11