一种坩埚制造技术

本实用新型专利技术公开了一种晶体生长用坩埚，包括底壁(1)和设置于所述底壁(1)上的籽晶孔(2)，所述籽晶孔(2)为通孔，所述籽晶孔(2)具有平滑内壁，且其靠近所述底壁(1)的端部的横截面积不小于所述籽晶孔(2)远离所述底壁(1)的端部的横截面积。本实用新型专利技术能够轻易地将坩埚中的结晶体取出，并且便于对使用过的坩埚进行清理。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及结晶体制备设备
，特别涉及一种坩埚。
技术介绍
在制备结晶体的方法中，热交换法、温梯法和坩埚下降法等方法在制备晶体时，晶体均沿自籽晶孔向坩埚的开口的方向进行生长。这些方法制备结晶体所需设备包括坩埚、 具有一定温度梯度的加热炉和籽晶；其中，籽晶的作用为诱导单晶形成。籽晶的诱导过程为，通过一定方法使籽晶的上部分融化、下部分仍呈固态，融化状态下的制晶材料开始结晶后，将沿籽晶的方向进行生长。籽晶或者制晶材料的融化均需要对其进行加热，上述对籽晶的加热方法为通过设置加热设备的温度梯度和籽晶与加热设备的相对位置，来控制籽晶上部分熔化且下部分处于固态的状态以及制晶材料固液状态的转化；在上述加热方法中，也可以通过在坩埚底部设置冷却棒或者热交换器，冷却流体能够对坩埚底部进行冷却，使得籽晶上部分融化后，下部分由于被冷却保持固体状态。结晶体是通过融化状态下的制晶材料在籽晶的诱导下结晶而成的。结晶体的制备过程为，调整加热设备，使其具有合适的加热温度以及温度梯度。将用于晶体生长用的制晶材料装在坩埚中，并将坩埚置于热区域中。当坩埚中的制晶材料被熔融，控制籽晶上部分熔化且下部分处于固态的状态，通过热交换器、调整功率或者使坩埚下降并逐渐离开加热区域等方法，使固液界面不断上移，晶体自下而上不断生长直至结晶完成。在上述的几种制备结晶体方法中，由于需要籽晶对融化状态下的结晶材料进行结晶诱导，并且由于结晶体的生长方向是沿着籽晶的方向的，所以需要保持籽晶在坩埚中的竖直放置。为解决籽晶能够竖直放置于坩埚中，一种典型的现有坩埚结构为在其底壁上设置籽晶孔，所述籽晶孔为盲孔。籽晶孔能够容置籽晶，并通过籽晶孔的内侧壁的限制使其竖直设置。但是，这种盲孔的籽晶孔结构设计，非常容易出现由于籽晶与籽晶孔紧密结合，在将晶体取出的过程中，由于晶体上无着力点，所以导致晶体很难取出。因此通过倒置坩埚并对其进行敲打震动才能够将晶体去除，并且一种极端情况甚至必须将晶体或者坩埚人为弄碎才能取出晶体。这种盲孔设计，还经常出现部分晶体断裂残渣留在籽晶盲孔内，这部分晶体很难清理干净。在不处理的情况下，将严重影响籽晶的摆放和晶体生长时的单晶性；如果对其进行处理，所采取的处理方法都容易使坩埚受到损伤。综上所述，一种便于将坩埚中的结晶体取出并且易于清理的坩埚，成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题为提供一种坩埚，该坩埚能够轻易地将坩埚中的结晶体取出，并且便于对使用过的坩埚进行清理。为解决上述技术问题，本技术提供了一种坩埚，包括底壁和设置于所述底壁上的籽晶孔，所述籽晶孔为通孔，所述籽晶孔具有平滑内壁，且其靠近所述底壁的端部的横截面积不小于所述籽晶孔远离所述底壁的端部的横截面积。优选地，还包括通孔盖，所述通孔盖覆盖于所述籽晶孔远离所述底壁的一端。优选地，所述通孔盖具有内螺纹，所述籽晶孔的外侧具有与所述通孔盖的内螺纹相配合的外螺纹，所述通孔盖与所述籽晶孔螺纹连接。优选地，所述籽晶孔为直形通孔优选地，所述籽晶孔为锥形通孔。优选地，所述锥形通孔的锥角角度范围为0. 5度至5度。优选地，所述籽晶孔的横截面形状为圆形。优选地，所述籽晶孔的横截面的最大直径或等效直径范围为2mm至80mm。优选地，所述籽晶孔的深度范围为5mm至100mm。在现有技术的基础上，本技术通过改变坩埚的结构，将籽晶孔设计成为通孔式籽晶孔，操作人员能够通过所述籽晶孔从所述坩埚的底部推动结晶体，使得取晶过程在不损伤坩埚的情况下，结晶体轻易地与坩埚脱离。并且，将籽晶孔设计成为通孔式籽晶孔， 还能够在使用坩埚制备完晶体之后，直接从籽晶孔远离坩埚底壁的一端对坩埚进行清理， 不仅能够较为方便地进行清理工作，还可以彻底清除籽晶于籽晶孔中的残留。附图说明图1为本技术第一种实施例中坩埚的结构示意图；图2为本技术第二种实施例中坩埚的结构示意图；图3为本技术第三种实施例中坩埚的结构示意图；图4为本技术坩埚中装料融化前的图例；图5为本技术坩埚中装料融化后长晶前的图例；图6为本技术坩埚中长晶后的图例；图7为本技术取晶体时的图例；其中，图1至图7部件名称与附图标记之间的对应关系为底壁1 ；通孔2 ；通孔盖3。具体实施方式本技术的核心为提供一种坩埚，该坩埚能够比较容易地将坩埚中的结晶体取出，并且便于对使用过的坩埚进行清理。为了使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。请参考图1和图2，图1为本技术第一种实施例中坩埚的结构示意图；图2为本技术第二种实施例中坩埚的结构示意图。本技术所提供的坩埚包括底壁1，由于本技术是在现有技术的基础上所做出的改进，所以底壁1的形式依据现有技术的不同包括平底形式和向底壁1的中心线具有倾斜角度的锥形底壁形式。底壁1上设置有通孔式设计的籽晶孔，籽晶孔主要用于盛放籽晶。籽晶孔具有平滑内壁，其主要作用为，当结晶体制备完毕后，需要使结晶体脱离坩埚时，能够比较容易地使籽晶于平滑内壁上滑动从而顶住结晶体使其脱离坩埚。籽晶孔的具体结构为，其靠近底壁1的端部的横截面积不小于籽晶孔远离底壁1的端部的横截面积。该结构设计能够保证籽晶在呈固体状态下，于籽晶孔远离底壁1的一端在外力的作用下而被推出坩埚。现有技术中坩埚本体所采用的材质具有较大的黏度，并且，在制备结晶体时，所选取的籽晶与籽晶孔的配合较为紧密，所以，用于制备结晶体的物料在液体状态下比较困难流入到籽晶孔中。即使有部分料液流进籽晶孔中，也会由于温度梯度的原因，即籽晶孔处温度较低，料液会很快凝结并密封住籽晶与籽晶孔之间的间隙，使其他料液无法再流进籽晶孔中。在此特别说明，下文中的物料均为制备晶体的物料。为了保证坩埚中物料被加热呈液态后不从籽晶孔中流出，提高本技术在工作中的可靠性，具体地，在籽晶孔远离底壁1的一端设置有通孔盖3。通孔盖3能够封闭籽晶孔，使得物料被加热后即使于籽晶孔中仍呈液态，也无法从籽晶孔中流出。由于通孔盖3设置于籽晶孔远离底壁1的一端，并且在一些时候需要承重，如承受液态物料时，加之自身重力，很容易与籽晶孔分离。为解决上述问题，本技术于通孔盖3 的内壁上开设有内螺纹，于籽晶孔的外管壁上开设有与通孔盖3上的内螺纹相配合的外螺纹，通过螺纹配合实现通孔盖3与籽晶孔之间的连接。本领域技术人员可知，螺纹连接能够承受比较大的作用力。为实现通孔盖3与籽晶孔之间的稳固连接，还可以在通孔盖3和籽晶孔外管壁上设置相互配合的连接部件，如卡扣等。通孔盖3还可以为塞子形式，能够堵住通孔2，当需要打开通孔2时只需要拔掉通孔盖3即可。如图2所示，具体地，本技术中籽晶孔的结构为直筒式设计，此结构设计能够使得籽晶竖直放置于籽晶孔中，并且便于坩埚加工制造。请参考图3，图3为本技术第三种实施例中坩埚的结构示意图。如图3所示，具体地，本技术中籽晶孔的结构为锥形设计，并籽晶孔靠近底壁 1的一端面积大于其另外一端。当需要从籽晶孔施加外力推动籽晶时，这种锥形设计能够在籽晶一旦具有位移之后，其后的移动过程中不再承受籽晶孔的内管壁对籽晶施加的摩擦力，使籽晶及结晶体更加容易地脱离坩埚。具体地，上述呈锥形设计的籽晶孔其锥角角度范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种坩埚，包括底壁⑴和设置于所述底壁⑴上的籽晶孔O)，其特征在于，所述籽晶孔( 为通孔，所述籽晶孔( 具有平滑内壁，且其靠近所述底壁(1)的端部的横截面积不小于所述籽晶孔(2)远离所述底壁(1)的端部的横截面积。2.根据权利要求1所述坩埚，其特征在于，还包括通孔盖(3)，所述通孔盖(3)覆盖于所述籽晶孔( 远离所述底壁(1)的一端。3.根据权利要求2所述坩埚，其特征在于，所述通孔盖C3)具有内螺纹，所述籽晶孔 (2)的外侧具有与所述通孔盖(3)的内螺纹相配合的外螺纹，所述通孔盖⑶与所述籽晶孔 (2)螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永亮，廖永建，
申请(专利权)人：浙江昀丰新能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：