CN102586858A - 一种双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置 - Google Patents
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Abstract
一种双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置，属于单晶生长技术领域，特别是涉及感应加热物理气相传输生长单晶的装置。包括保温筒，在所述保温筒内设有外坩埚，在所述外坩埚内设有内坩埚，单晶原料与籽晶位于内坩埚内。与使用单坩埚的现有技术相比，本发明不但可以大大减少高熔点坩埚材料的消耗，而且内坩埚取出时不会蹭掉保温材料，从而延长了保温材料的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于单晶生长技术领域,特别是涉及感应加热物理气相传输生长单晶的装置。
背景技术
感应加热物理气相传输法生长单晶时，需要使用高熔点材料（例如：高纯石墨、金属钽、钨等）制作坩埚，用来盛装料源（放在埚底）和籽晶（装在埚盖内表面）。目前一般都是用一个坩埚（以下简称为“单坩埚”），既作发热体、又作生长腔，结构比较简单。但是，为了满足发热和温场的要求，单坩埚的尺寸需要做得比单纯装料所需的坩埚尺寸大很多，而取出生成的单晶时，一般只能破坏坩埚。因此，单坩埚只能一次性使用，这导致高熔点坩埚材料消耗大、坩埚成本高。另外，单坩埚每次出炉的时容易蹭掉一些紧贴其外壁的保温材料，再次装炉时需要补充，甚至重新加工保温筒。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有单坩埚造成的坩埚一次性使用、成本高的缺陷，提供了一种双坩埚装置，其中的外坩埚可多次使用，操作方便、成本降低。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置，包括保温筒，在所述保温筒内设有外坩埚，在所述外坩埚内设有内坩埚，单晶原料与籽晶位于内坩埚内。
所述内坩埚设有用于放置籽晶的埚盖。
本发明适用于所有感应加热物理气相传输法生长单晶的方法，包括但不限于碳化硅、氮化铝。
本发明装置是这样实现其功能的：感应加热物理气相传输法生长单晶时，使用内外两套同轴的高熔点材料坩埚（简称“双坩埚”），外坩埚用以满足发热和温场的要求，尺寸较大；内坩埚只用来盛装原料（放在埚底）和籽晶（装在埚盖内表面），尺寸较小。内坩埚同轴地放在外坩埚底部，两个坩埚各自都有埚盖可以密封，或者外坩埚也可以不加埚盖，以便于取出内坩埚。生长结束之后，从外坩埚中取出内坩埚，打开内坩埚、取出晶锭；而外坩埚不动，可以多次使用。
与使用单坩埚的现有技术相比，本发明不但可以大大减少高熔点坩埚材料的消耗，而且内坩埚取出时不会蹭掉保温材料，从而延长了保温材料的使用寿命。总之，本发明装置可以简化工艺、降低成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明双坩埚装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1所示，一种双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置，包括感应圈4和保温筒1，在保温筒1内设有外坩埚2，在外坩埚2内设有内坩埚3，单晶原料5（放在埚底）与籽晶6（装在埚盖内表面）位于内坩埚3内。其中，内外坩埚各自都有埚盖可以密封，或者外坩埚也可以不加埚盖（图1所示），以便于取出内坩埚。
实施例1：
使用本发明装置和感应加热物理气相传输法生长6英寸直径的碳化硅单晶。使用内外两套同轴的高纯石墨坩埚（简称“双坩埚”），外坩埚内径200毫米、外径250毫米、外部高300毫米、内腔高250毫米；内坩埚只用来盛装原料（放在埚底）和籽晶（装在埚盖内表面）, 内径160毫米、外径180毫米、外部高160毫米、内腔高120毫米。内坩埚同轴地放在外坩埚底部，内坩埚有埚盖密封，而外坩埚不加埚盖，以便于取出内坩埚。生长结束之后，从外坩埚中取出内坩埚，锯开内坩埚、取出6英寸直径的碳化硅晶锭；而外坩埚不动，可以循环使用。
实施例2：
使用本发明装置和感应加热物理气相传输法生长1英寸直径的氮化铝单晶。使用内外两套同轴的钽坩埚（简称“双坩埚”），外坩埚内径41毫米、外径80毫米、外部高80毫米、内腔高60毫米；内坩埚只用来盛装原料（放在埚底）和籽晶（装在埚盖内表面）, 内径为30毫米、外径40毫米、外部高50毫米、内腔高40毫米。内坩埚同轴地放在外坩埚底部，内外坩埚都有埚盖密封。生长结束之后，打开外坩埚盖、从外坩埚中取出内坩埚，锯开内坩埚、取出1英寸直径的氮化铝单晶锭；而外坩埚不动，可以循环使用。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置，包括保温筒，其特征在于：在所述保温筒内设有外坩埚，在所述外坩埚内设有内坩埚，内外坩埚同轴，单晶原料与籽晶位于内坩埚内。
2.根据权利要求1所述的双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置，其特征在于：所述内坩埚设有用于放置籽晶的埚盖。
3.根据权利要求1或2所述的双坩埚感应加热物理气相传输生长单晶的装置，其特征在于：所述碳单晶为碳化硅或氮化铝。
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