晶体生长装置及方法、KDP类晶体制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种晶体生长装置和方法、KDP类晶体，晶体生长装置包括保温箱、第一水槽、第二水槽、生长室；保温箱限定出容纳腔；第一水槽、第二水槽和生长室设置在容纳腔中，第一水槽全部或部分包围在生长室的侧面；第二水槽设置在生长室的底部；第一水槽和第二水槽设置有进水口和出水口；生长室的上端面或生长室和第一水槽的上端面设置保温盖。本发明专利技术通过对双水槽的控温方式，使得整体温度控制的更加平稳，降低晶体过程中缺陷产生，提高了晶体质量。提高了晶体质量。提高了晶体质量。

【技术实现步骤摘要】
晶体生长装置及方法、KDP类晶体


[0001]本专利技术涉及晶体生长
，尤其涉及一种晶体生长装置及方法、KDP类晶体。

技术介绍

[0002]KDP类晶体作为开关、二倍频原件和三倍频原件存在广泛应用。现有KDP类晶体的生长主要采用传统的慢速生长法，主要采用籽晶在饱和溶液中沿着晶向生长，由于整个过程缓慢且容易出现局部温度失衡，造成晶体生长缓慢且容易出现杂晶（单晶中的严重缺陷区域形成新的形核长晶点，由此缺陷处会长出的新的小晶体）出现，影响单一晶体的快速生长，不利于生产效率提升。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种晶体生长装置，通过晶体定向生长，以及多元化的温度控制，在定向籽晶生长区域采取降温的方法，不仅能加快籽晶的定向生长，且能有效保证晶体质量。
[0004]本专利技术的第一方面提供一种晶体生长装置，包括：保温箱、第一水槽、第二水槽、生长室；所述保温箱限定出容纳腔；所述第一水槽、所述第二水槽和所述生长室设置在所述容纳腔中，所述第一水槽全部或部分包围在所述生长室的侧面；所述第二水槽设置在所述生长室的底部；所述第一水槽和所述第二水槽设置有进水口和出水口；所述生长室的上端面或所述生长室和所述第一水槽的上端面设置保温盖。
[0005]在一个可实施的方式中，所述第一水槽为由相对平行设置的外壁和内壁限定出的供水进出的环形腔体；所述第二水槽为由侧壁，上壁和下壁限定出的供水进出的腔体；所述第一水槽的侧壁与所述第二水槽的上壁限定出全部或部分所述生长室。
[0006]在一个可实施的方式中，所述生长室的上端面的横截面积大于下端面的横截面积。
[0007]在一个可实施的方式中，所述第一水槽包含至少一处进出水和一处出水口。
[0008]优选地，所述第一水槽包含两处进水口和两处出水口，其中，第一进水口设置在第一出水口的下方，第二进水口和第二出水口设置在所述第一水槽的上端面的两侧。
[0009]在一个可实施的方式中，所述第二水槽包含第三进水口和第三出水口，所述第三进水口和所述第三出水口设置在所述第二水槽的两侧。
[0010]本专利技术中第一方面通过对双水槽的控温方式，使得整体温度控制的更加平稳，降低晶体过程中缺陷产生，提高了晶体质量。另一方面通过对自己的定向生长面采取合适的降温梯度，且增加过冷度，使得溶质更富集与籽晶表面处，加快定向籽晶生长，同时有效保证晶体质量。
[0011]本专利技术的第二方面提供一种晶体生长方法，采用如本专利技术的第一方面提供的晶体生长装置，所述晶体生长方法的步骤包括：将原料放入所述生长室中，设置所述第一水槽的进水口和所述第二水槽的进水口
的温度为T1；所述T1为70~90℃；待原料溶解完毕后，将所述第一水槽的进水口和所述第二水槽的进水口的温度T1按照多步降温法降低至T2，降温速率的范围为ΔT1，保持时间t1；所述T2为50~80℃；所述ΔT1为0.5~5℃/h；所述t1为0.5~3h；将籽晶放入生长室，放置在所述生长室的底内壁上上；保持时间t2；所述t2为0.5~2h；保持所述第一水槽的进水口的温度不变，将所述第二水槽的进水口的温度按照ΔT2的降温速率降温至T22；保持时间t3；所述T2和所述T22差值为0.1~0.5℃；所述t3为0.5~2h；所述ΔT2为0.01~0.1℃/h；温度保持结束后，将所述第一水槽的进水口的温度和第二水槽的进水口的温度按照ΔT3的降温速率降温；所述ΔT3为0.01~0.1℃/h；将所述第一水槽的进水口的温度降温至T3，所述第二水槽的进水口的温度降温至T33，所述T3和所述T33差值为0.1~0.5℃；所述T3和所述T33为10~40℃。
[0012]在一个可实施的方式中，待原料溶解完毕后，待原料溶解完毕后，将所述第一水槽的进水口和第二水槽的进水口的温度T1按照递减式降温速率进行降温至所述T2。
[0013]在一个可实施的方式中，所述进水口的温度T1按照n步阶梯式递减式降温速率进行降温至所述T2， n>1，i为第一步与第n步之间的步骤，1<i≤n；第一步的降温速率为ΔT11,第i步的降温速率为ΔT1
i
，所述ΔT1
i
<ΔT11。
[0014]在一个可实施的方式中，所述籽晶为片状结构，所述籽晶的长度为30
‑
80mm；所述籽晶的宽度为30
‑
80mm；所述籽晶的厚度为0.1
‑
1mm，和/或，所述籽晶的晶向为（001）。
[0015]本专利技术第二方面所涉及的晶体生长方法的效果与本专利技术第一方面相同，在此就不再赘述。
[0016]本专利技术的第三方面提供了一种KDP类晶体，采用如本专利技术的第二方面提供的晶体生长方法制备得到。
[0017]本专利技术的第三方面提供的KDP类的晶体生长平稳且不会出现杂晶，晶体质量高。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出本专利技术的一种晶体生长装置的一个实施例的剖面正面示意图；图2示出图1的俯视剖面示意图；图3为本专利技术的一种晶体生长方法的原理示意图。
[0019]图4为本专利技术的一种晶体生长方法的流程示意图。
[0020]附图标记；1
‑
保温箱；2
‑
第一水槽；201
‑
第一进水口；202
‑
第一出水口；203
‑
第二进水口；204
‑
第二出水口；3
‑
保温盖；4
‑
第二水槽；401
‑
第三进水口；402
‑
第三出水口；5
‑
生长室；6
‑
籽晶。
具体实施方式
[0021]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性
的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]本专利技术第一方面公开了一种晶体生长装置，可以使得晶体生长的整体温度更加平稳，且生产效率更高。
[0024]如图1
‑
2所示，晶体生长装置包括保温箱1；保温箱1限定有容纳腔；具体地保温箱1可以为柱形箱体，箱体内有容纳空间，包括圆柱形箱体、方形箱体等，本专利技术对保温箱的具体形状不作具体限定；保温箱1内设置有第一水槽2、第二水槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶体生长装置，其特征在于，包括：保温箱、第一水槽、第二水槽、生长室；所述保温箱限定出容纳腔；所述第一水槽、所述第二水槽和所述生长室设置在所述容纳腔中，所述第一水槽全部或部分包围在所述生长室的侧面；所述第二水槽设置在所述生长室的底部；所述第一水槽和所述第二水槽设置有进水口和出水口；所述生长室的上端面或所述生长室和所述第一水槽的上端面设置保温盖。2.如权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第一水槽为由相对平行设置的外壁和内壁限定出的供水进出的环形腔体；所述第二水槽为由侧壁，上壁和下壁限定出的供水进出的腔体。3.如权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述生长室的上端面的横截面积大于下端面的横截面积。4.如权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第一水槽包含至少一处进出水和一处出水口，优选地，所述第一水槽包含两处进水口和两处出水口，其中，第一进水口设置在第一出水口的下方，第二进水口和第二出水口设置在所述第一水槽的上端面的两侧。5.如权利要求1所述的晶体生长装置，其特征在于，所述第二水槽包含第三进水口和第三出水口，所述第三进水口和所述第三出水口设置在所述第二水槽的两侧。6.一种晶体生长方法，其特征在于，采用如权利要求1~5任一所述的晶体生长装置，所述晶体生长方法的步骤包括：将原料放入所述生长室中，设置所述第一水槽的进水口和所述第二水槽的进水口的温度为T1；所述T1为70~90℃；待原料溶解完毕后，将所述第一水槽的进水口和所述第二水槽的进水口的温度T1按照多步降温法降低至T2，降温速率的范围为ΔT1，保持时间t1；所述T2为50~80℃；所述ΔT1为0.5~5℃/h；所述t1为0.5~3h；将籽晶放入生长室，放置...

【专利技术属性】
技术研发人员：周成，何亮，李建敏，毛伟，张存新，徐云飞，雷琦，罗鸿志，李小平，刘亮，甘胜泉，熊仁根，
申请(专利权)人：江西新余新材料科技研究院，
类型：发明
国别省市：