【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶体生长，特别涉及一种高压导模法晶体生长装置。
技术介绍
1、晶体材料的生长方法很多，导模法是其中的一种，它是将留有毛细管狭缝的模具放在熔体中，熔液借毛细作用上升到模具顶部，形成一层薄膜并向四周扩散，同时受种晶诱导结晶，模具顶部的边缘可控制晶体呈片状、管状或所需的某种几何形状产出。这种方法生长速度快，效率高，可直接生长一定形状的晶体，不用切割只需简单加工就可直接使用，节约成本，同时容易得到成分均匀的掺杂晶体。
2、然而，国内导模法晶体生长装置基本都是低压或者常压进行晶体生长，无法满足有高压气体环境要求的单晶生长，而且传统低压单晶炉设备籽晶杆通常采用动密封结构，这样周围环境会对晶体造成污染，从而影响晶体生长质量。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的就在于提供一种高压导模法晶体生长装置，本专利技术能为晶体生长提供高压气体环境，同时能避免周围环境对晶体造成污染，保证晶体生长质量。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种高压导模法晶体生长装置，包括机架和设于机架上的晶体生长炉，所述晶体生长炉内设有坩埚、毛细管导模以及用于加热坩埚的加热机构，晶体生长炉上方设有第一罩体，所述第一罩体与晶体生长炉顶板密封连接，从而在晶体生长炉上方形成上腔室，晶体生长炉顶板设有供籽晶杆通过的第一通孔，并在上腔室内设有提拉机构和旋转机构，所述提拉机构与籽晶杆上端连接，用于带动籽晶杆竖直升降；旋转机构设于提拉机构上且与籽晶杆连接，
4、上腔室对应的籽晶杆上套设有波纹管，所述波纹管下端与晶体生长炉顶板固定，波纹管上端与提拉机构下端连接；晶体生长炉和上腔室上均设有充气接口和放气接口。
5、进一步地，晶体生长炉下方设有第二罩体，所述第二罩体与晶体生长炉底板密封连接，从而在晶体生长炉下方形成下腔室；所述坩埚通过竖直设置的支撑杆支撑设置在晶体生长炉内，晶体生长炉底板设有供支撑杆通过的第二通孔，支撑杆下端伸出晶体生长炉与设置在下腔室内的称重传感器连接，以通过称重传感器采集坩埚重量数据。
6、进一步地，所述提拉机构包括c型架，所述c型架由竖直设置的立柱和水平设置在立柱上下两端的横板构成，下方横板与晶体生长炉顶板固定，两横板之间竖直设有丝杆，在丝杆上设有第一滑块，所述籽晶杆上端通过支撑架与第一滑块连接，所述旋转机构设置在支撑架上，沿立柱纵向设有与第一滑块配合的第二导轨，上方横板上设有驱动电机，驱动电机输出轴与丝杆上端连接，以带动丝杆转动，从而带动籽晶杆沿第一导轨竖直升降。
7、进一步地，所述支撑架由竖直设置的连接板和水平设置的支撑板构成，支撑板设置在连接板下端，所述连接板与第一滑块固定连接；所述籽晶杆上套设有支撑套筒，所述支撑套筒上端向外翻折，从而在支撑套筒上端形成连接部，支撑板上设有与支撑套筒对应的第三通孔，便于支撑套筒从上往下插入第三通孔并通过连接部与支撑板固定。
8、所述旋转机构包括旋转电机和旋转套筒，所述旋转套筒套设在籽晶杆上端且与籽晶杆固定连接，旋转套筒中段外径小于旋转套筒上段外径，旋转套筒下段外径小于旋转套筒中段外径，旋转套筒下段插入支撑套筒内并在旋转套筒下段和支撑套筒之间设有两轴承，两轴承间隔套设在旋转套筒下段，旋转套筒中段与支撑套筒之间对应的籽晶杆上套设有密封圈；旋转套筒上段设有大带轮，所述旋转电机通过电机安装座设置在支撑板上，旋转电机输出轴上设有小带轮，并通过同步带连接大带轮和小带轮，以带动籽晶杆旋转。
9、进一步地，所述籽晶杆为水冷籽晶杆，籽晶杆顶端设有水路旋转接头，所述水路旋转接头通过支架支撑设置在电机安装座上。
10、进一步地，所述晶体生长炉上设有两个观察窗口，两个观察窗口采用石英玻璃封闭，并在两个观察窗口对应的晶体生长炉外分别设有ccd相机和红外测温仪。
11、进一步地，所述机架包括四根竖梁，四根竖梁竖直设置且分别位于矩形的四个顶点，相邻两竖梁的上下两端分别水平设有横梁，位于竖梁上端的两相对设置的横梁之间间隔设有若干支撑梁，所有支撑梁平行设置，用于支撑晶体生长炉，四根竖梁的底端设有地脚。
12、进一步地，所述晶体生长炉呈筒状且由上筒体和下筒体构成，上筒体和下筒体连接处均设有连接法兰，便于通过连接螺栓实现上筒体和下筒体的连接。
13、进一步地，还包括炉体升降机构，所述炉体升降机构包括卷扬机、钢丝绳和两个滑轮，所述卷扬机放置在机架的支撑梁上；机架的每根竖梁上设有立杆，并在竖直方向上，相邻两根立杆之间间隔设有若干横杆，从而在机架上形成上部支架，在位于立柱顶端相对设置的两根横杆之间设有承重梁，承重梁两端分别平分对应的两横杆，两个滑轮间隔设置在承重梁上，两个滑轮分别位于承重梁一端部和中部，钢丝绳一端与卷扬机连接，另一端依次绕过端部滑轮和中部滑轮与第一罩体连接。
14、上腔室相对两侧对应的上部支架上设有第二导轨，第二导轨上设有第二滑块，第二滑块通过连接杆与第一罩体连接。
15、进一步地，晶体生长炉外壁螺旋缠绕有冷却管，便于通入冷却介质对晶体生长炉进行降温。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、1、本专利技术在晶体生长炉上方设有上腔室，并在上腔室内设有提拉机构和旋转机构，以带动籽晶杆进行升降和旋转，在上腔室对应的籽晶杆上套设有波纹管，可以对水冷籽晶杆进行保护，避免提拉机构和旋转机构的机油等污染物对晶体造成污染，保证晶体生长质量，同时波纹管具有伸缩性，可以随水冷籽晶杆升降而伸缩；同时上腔室和晶体生长炉密封连接，并在晶体生长炉和上腔室设有充气接口和放气接口，可以充入各种气体，保证晶体生长的高压气体环境，在充气时只要保证上腔室和晶体生长炉内压力一致，则可以有效保证波纹管内外压力一致，进而可对波纹管进行有效保护。
18、2、本专利技术将称重传感器设置在晶体生长炉下方，相对于现有技术将称重机构设置在晶体生长炉上方，可以有效避免水冷籽晶杆内水流振动对称重数据造成影响，从而保证称重数据的准确性，进而能有效控制晶体生长，保证晶体生长质量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高压导模法晶体生长装置，包括机架和设于机架上的晶体生长炉，所述晶体生长炉内设有坩埚、毛细管导模以及用于加热坩埚的加热机构，其特征在于，晶体生长炉上方设有第一罩体，所述第一罩体与晶体生长炉顶板密封连接，从而在晶体生长炉上方形成上腔室，晶体生长炉顶板设有供籽晶杆通过的第一通孔，并在上腔室内设有提拉机构和旋转机构，所述提拉机构与籽晶杆上端连接，用于带动籽晶杆竖直升降；旋转机构设于提拉机构上且与籽晶杆连接，便于随籽晶杆升降的同时带动籽晶杆旋转；
2.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，晶体生长炉下方设有第二罩体，所述第二罩体与晶体生长炉底板密封连接，从而在晶体生长炉下方形成下腔室；所述坩埚通过竖直设置的支撑杆支撑设置在晶体生长炉内，晶体生长炉底板设有供支撑杆通过的第二通孔，支撑杆下端伸出晶体生长炉与设置在下腔室内的称重传感器连接，以通过称重传感器采集坩埚重量数据。
3.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述提拉机构包括C型架，所述C型架由竖直设置的立柱和水平设置在立柱上下两端的横板构成，下方横板与晶体生长炉
4.根据权利要求3所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述支撑架由竖直设置的连接板和水平设置的支撑板构成，支撑板设置在连接板下端，所述连接板与第一滑块固定连接；所述籽晶杆上套设有支撑套筒，所述支撑套筒上端向外翻折，从而在支撑套筒上端形成连接部，支撑板上设有与支撑套筒对应的第三通孔，便于支撑套筒从上往下插入第三通孔并通过连接部与支撑板固定；
5.根据权利要求4所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶杆为水冷籽晶杆，籽晶杆顶端设有水路旋转接头，所述水路旋转接头通过支架支撑设置在电机安装座上。
6.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长炉上设有两个观察窗口，两个观察窗口采用石英玻璃封闭，并在两个观察窗口对应的晶体生长炉外分别设有CCD相机和红外测温仪。
7.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述机架包括四根竖梁，四根竖梁竖直设置且分别位于矩形的四个顶点，相邻两竖梁的上下两端分别水平设有横梁，位于竖梁上端的两相对设置的横梁之间间隔设有若干支撑梁，所有支撑梁平行设置，用于支撑晶体生长炉，四根竖梁的底端设有地脚。
8.根据权利要求7所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长炉呈筒状且由上筒体和下筒体构成，上筒体和下筒体连接处均设有连接法兰，便于通过连接螺栓实现上筒体和下筒体的连接。
9.根据权利要求8所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，还包括炉体升降机构，所述炉体升降机构包括卷扬机、钢丝绳和两个滑轮，所述卷扬机放置在机架的支撑梁上；机架的每根竖梁上设有立杆，并在竖直方向上，相邻两根立杆之间间隔设有若干横杆，从而在机架上形成上部支架，在位于立柱顶端相对设置的两根横杆之间设有承重梁，承重梁两端分别平分对应的两横杆，两个滑轮间隔设置在承重梁上，两个滑轮分别位于承重梁一端部和中部，钢丝绳一端与卷扬机连接，另一端依次绕过端部滑轮和中部滑轮与第一罩体连接；
10.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，晶体生长炉外壁螺旋缠绕有冷却管，便于通入冷却介质对晶体生长炉进行降温。
...【技术特征摘要】
1.一种高压导模法晶体生长装置，包括机架和设于机架上的晶体生长炉，所述晶体生长炉内设有坩埚、毛细管导模以及用于加热坩埚的加热机构，其特征在于，晶体生长炉上方设有第一罩体，所述第一罩体与晶体生长炉顶板密封连接，从而在晶体生长炉上方形成上腔室，晶体生长炉顶板设有供籽晶杆通过的第一通孔，并在上腔室内设有提拉机构和旋转机构，所述提拉机构与籽晶杆上端连接，用于带动籽晶杆竖直升降；旋转机构设于提拉机构上且与籽晶杆连接，便于随籽晶杆升降的同时带动籽晶杆旋转；
2.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，晶体生长炉下方设有第二罩体，所述第二罩体与晶体生长炉底板密封连接，从而在晶体生长炉下方形成下腔室；所述坩埚通过竖直设置的支撑杆支撑设置在晶体生长炉内，晶体生长炉底板设有供支撑杆通过的第二通孔，支撑杆下端伸出晶体生长炉与设置在下腔室内的称重传感器连接，以通过称重传感器采集坩埚重量数据。
3.根据权利要求1所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述提拉机构包括c型架，所述c型架由竖直设置的立柱和水平设置在立柱上下两端的横板构成，下方横板与晶体生长炉顶板固定，两横板之间竖直设有丝杆，在丝杆上设有第一滑块，所述籽晶杆上端通过支撑架与第一滑块连接，所述旋转机构设置在支撑架上，沿立柱纵向设有与第一滑块配合的第二导轨，上方横板上设有驱动电机，驱动电机输出轴与丝杆上端连接，以带动丝杆转动，从而带动籽晶杆沿第一导轨竖直升降。
4.根据权利要求3所述的一种高压导模法晶体生长装置，其特征在于，所述支撑架由竖直设置的连接板和水平设置的支撑板构成，支撑板设置在连接板下端，所述连接板与第一滑块固定连接；所述籽晶杆上套设有支撑套筒，所述支撑套筒上端向外翻折，从而在支撑套筒上端形成连接部，支撑板上设有与支撑套筒对应的第三通孔，便于支撑套...
【专利技术属性】
技术研发人员：武欢，李海林，李金，何晔，佘建军，吴昊，刘荣荣，陈艺，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十六研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。