一种生长氟化锂单晶的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种生长氟化锂单晶的装置，包括炉体，所述炉体内设置有保温组件和加热器，炉体内还设置有外坩埚和内坩埚，内坩埚固定设置在炉体内，外坩埚罩设在内坩埚底部，外坩埚与第一动力装置连接，第一动力装置带动外坩埚转动以及沿内坩埚轴向移动，内坩埚上方设置有籽晶杆，籽晶杆与第二动力装置连接带动籽晶杆转动以及沿内坩埚轴向移动；内坩埚底部为锥形面，且锥形面的底部上还设置有过滤孔。本实用新型专利技术能够有效的将杂质与生长用熔体表面分离，保证生长成品率。保证生长成品率。保证生长成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种生长氟化锂单晶的装置


[0001]本技术涉及新材料领域，具体涉及一种生长氟化锂单晶的装置。

技术介绍

[0002]现有技术中，氟化锂晶体采用坩埚下降法生长，坩埚下降法生长过程中熔体和坩埚内壁接触，在坩埚壁上容易生成多个晶核产生多晶，而氟化锂用于紫外波段窗口必须保证是单晶体，多晶无法使用，因此坩埚下降法生长的氟化锂成品率极低；
[0003]而在单晶生长方法中，一般采用提拉法，提拉法生长过程中晶体和坩埚壁不接触，能使用结构良好的籽晶定向生长，该方法生长的晶体单晶率较高，工艺成熟的条件下单晶率为100％。但由于氟化锂熔点较低，体系中的杂质不易挥发排出，通常会漂浮在熔体表面，影响籽晶熔接，而且在生长过程中会包裹在晶体内部形成宏观缺陷，或由于漂浮物造成晶体出现多个晶核导致产生多晶或位错等微观缺陷。
[0004]并且现有适合提拉法使用的生长装置中，也没有可以去除杂质的功能，一些中途暂停清杂质的方法无法试用，因此在现有技术中，无法避免杂质的产生并且也无法避免杂质对生长的影响，而氟化锂用于紫外波段的激光器窗口对晶体结构要求很高，存在结构缺陷的晶体或多晶性能无法满足使用要求。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是提供一种生长氟化锂单晶的装置，能够有效的将杂质与生长用熔体表面分离，保证生长成品率。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术提供了一种生长氟化锂单晶的装置，包括炉体，所述炉体内设置有保温组件和加热器，所述炉体内还设置有外坩埚和内坩埚，所述内坩埚固定设置在炉体内，所述外坩埚罩设在内坩埚底部，所述外坩埚与第一动力装置连接，所述第一动力装置带动外坩埚转动以及沿内坩埚轴向移动，所述内坩埚上方设置有籽晶杆，所述籽晶杆与第二动力装置连接带动籽晶杆转动以及沿内坩埚轴向移动；
[0007]所述内坩埚底部为锥形面，且锥形面的底部上还设置有过滤孔。
[0008]进一步地，所述内坩埚直径为外坩埚直径的50％～80％，内坩埚底部锥形面的角度为140
°‑
160
°
。
[0009]进一步地，所述过滤孔设置在内坩埚中部。
[0010]进一步地，所述保温组件表面喷涂有陶瓷层。
[0011]进一步地，所述炉体内还设置有支撑瓦，所述内坩埚外表面上设置有延展边，所述内坩埚通过延展边搭设在支撑瓦上固定。
[0012]进一步地，所述支撑瓦顶部还设置有水平支撑板，所述延展边搭设在水平支撑板上。
[0013]进一步地，所述加热器包括上加热组件和下加热组件，所述上加热组件设置在外坩埚外表面一侧，所述下加热组件设置在外坩埚下方。
[0014]进一步地，所述支撑瓦的数量至少为三个，所述支撑瓦均匀布设在同一圆周上，支撑瓦底部设置有隔热底座，隔热底座固定在炉体底部，隔热底座与支撑瓦之间设置有转轴组件，转轴组件与支撑瓦的背面连接，支撑瓦转动方向朝向中心，支撑瓦背面的隔热底座上还设置有后限位板，后限位板与支撑瓦背面之间设置有耐高温弹簧，支撑瓦顶部设置有水平支撑板。
[0015]本技术的有益效果：
[0016]采用本专利的双坩埚装置和工艺生长紫外氟化锂单晶，能完全除去液面漂浮的氧化物或石墨杂质，从而精确控制籽晶附近温度确保籽晶熔接正常，不添加氟化铅或氟化锌等固态除氧剂，原料不会受到外来杂质污染，氟化锂单晶无紫外区吸收，保证单晶透过率高，和现有坩埚的生长方式相比，能有效提高氟化锂单晶成品率，使晶体更适用于作为深紫外准分子激光窗口材料。
附图说明
[0017]图1是本技术的结构截面示意图；
[0018]图2是本技术的外坩埚、内坩埚和籽晶杆的配合示意图；
[0019]图3是本技术原料融化后的结构示意图；
[0020]图4是本技术准备生长时的结构示意图；
[0021]图5是本技术的生长得到的氟化锂单晶；
[0022]图6是本技术的图5中氟化锂单晶的透过率波形图；
[0023]图7是本技术一实施例中的支撑瓦结构示意图；
[0024]图8是本技术图7中支撑瓦部分结构放大示意图；
[0025]图9是本技术摆放适合尺寸内坩埚的示意图；
[0026]图10是本技术摆放大尺寸内坩埚的示意图。
[0027]图中标号说明：1、保温组件；2、加热器；21、上加热组件；22、下加热组件；3、外坩埚；4、内坩埚；5、籽晶杆；6、过滤孔；7、支撑瓦；8、延展边；11、隔热底座；12、转轴组件；13、后限位板；14、耐高温弹簧；15、水平支撑板。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。
[0029]参照图1至图3所示，本技术的生长氟化锂单晶的装置的一实施例，包括炉体(图中未示出)，炉体内设置有保温组件1和加热器2，加热器用于控制生长温度，为了保证炉体内具有生长所需的阶梯温度，因此将加热器设置为上加热组件21和下加热组件22组合结构，上加热组件设置在外坩埚外表面一侧，下加热组件设置在外坩埚下方；炉体内还设置有外坩埚3和内坩埚4，内坩埚固定设置在炉体内，外坩埚罩设在内坩埚底部，外坩埚与第一动力装置连接，第一动力装置带动外坩埚转动以及沿内坩埚轴向移动，内坩埚上方设置有籽晶杆5，籽晶杆与第二动力装置连接带动籽晶杆转动以及沿内坩埚轴向移动；内坩埚底部为锥形面，且锥形面的底部上还设置有过滤孔6。
[0030]使用时，外坩埚用于将原料融化为熔体，然后通过旋转，将杂质通过离心的方式旋
转至边缘聚集，使得液面中间无杂质，然后可以保持旋转，使得杂质不会向中间回流，通过外坩埚上移并让原料浸没内坩埚底部，内坩埚底部的过滤孔从无杂质的液面进入原料熔体内，无杂质的原料熔体通过溢流的方式进入内坩埚中，而外坩埚液面周边的杂质则被内坩埚的外表面阻挡无法进入内坩埚中，从而达到分离杂质的目的，保证单晶透过率高，和现有坩埚的生长方式相比，能有效提高氟化锂单晶成品率。
[0031]其中，内坩埚直径为外坩埚直径的50％～80％，内坩埚外表面与内坩埚内标满之间具有杂质聚集区域，避免杂质被挤压进入溶体内，影响溶体内部的洁净度，并且内坩埚底部锥形面的角度为140
°
～160
°
，该角度下，能够下能够保证无杂质的容易引导以及不影响晶体生长，锥形面高度的溶体无法直接参与生长，液面需要提高，因此大角度的锥形面可以减少内无法直接参与生长的溶体量，降低整体体积，少添加原料。
[0032]本装置还能够去除内坩埚内的杂质，内坩埚中的漂浮物一般是坩埚内壁附着或保温盖掉落的杂质、尺寸较小，当外坩埚内的原料熔体进入内坩埚内后，杂质会与随原料熔体一并移动，通过外坩埚向下移动，杂质能够随原料熔体从过滤孔中排出，最后在外坩埚内的熔体表面漂浮，旋转外坩埚由于离心作用移动到外坩埚边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生长氟化锂单晶的装置，包括炉体，所述炉体内设置有保温组件和加热器，其特征在于，所述炉体内还设置有外坩埚和内坩埚，所述内坩埚固定设置在炉体内，所述外坩埚罩设在内坩埚底部，所述外坩埚与第一动力装置连接，所述第一动力装置带动外坩埚转动以及沿内坩埚轴向移动，所述内坩埚上方设置有籽晶杆，所述籽晶杆与第二动力装置连接带动籽晶杆转动以及沿内坩埚轴向移动；所述内坩埚底部为锥形面，且锥形面的底部上还设置有过滤孔。2.如权利要求1所述的生长氟化锂单晶的装置，其特征在于，所述内坩埚直径为外坩埚直径的50％～80％，内坩埚底部锥形面的角度为140
°‑
160
°
。3.如权利要求1所述的生长氟化锂单晶的装置，其特征在于，所述过滤孔设置在内坩埚中部。4.如权利要求1所述的生长氟化锂单晶的装置，其特征在于，所述保温组件表面喷涂有陶瓷层。5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐悟生，朱逢锐，彭明林，周方，张斌，姜美燕，杨春晖，
申请(专利权)人：秦皇岛本征晶体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：