一种提拉法生长晶体的节能装置制造方法

专利名称:一种提拉法生长晶体的节能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种提拉法生长晶体的节能装置，该提拉法生长晶体的节能装置包括：炉体、坩埚、加料口、提拉杆、石英圈、加热线圈、提拉装置、夹层、进水口、出水口、观测口、氮气添加口、抽真空管、真空泵。本实用新型通过石英圈外绕的加热线圈根据所需的热场的不同，设计适当的加热线圈个数，加热线圈可以上下移动，达到消耗少量的电即可拉出高质量的晶体。本实用新型结构简单，设备制造成本低，加热和保温效率高，能耗低，大大节约了能源，提供了对晶体生长有利的晶体提拉法生长装置。
【专利说明】一种提拉法生长晶体的节能装置

【技术领域】
[0001]本实用新型属于晶体生长【技术领域】，尤其涉及一种提拉法生长晶体的节能装置。

【背景技术】
[0002]提拉法的基本原理:提拉法是将构成晶体的原料放在坩祸中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体，提拉法的生长工艺首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩祸中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部处于过冷状态；然后在籽晶杆上安放一粒籽晶，让籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。
[0003]现有的加工设备存在结构不合理，导致结晶速度慢，结晶产品质量低等问题，并且能耗很高，浪费资源。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种提拉法生长晶体的节能装置，旨在解决现有的晶体加工设备存在的结构不合理，导致结晶速度慢，结晶产品质量低，能耗高，浪费资源的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的，一种提拉法生长晶体的节能装置，该提拉法生长晶体的节能装置包括:炉体、坩祸、加料口、提拉杆、石英圈、加热线圈、提拉装置、夹层、进水口、出水口、观测口、氮气添加口、抽真空管、真空泵；
[0006]炉体的顶部设置加料口，加料口内安装有提拉杆，提拉杆上方设置有提拉装置；炉体内安装有坩祸，坩祸的四周包裹有石英圈，石英圈外绕有加热线圈；炉体的侧壁上设置有夹层，夹层侧壁上设置有进水口和出水口 ；抽真空管设置在炉体的侧壁上，真空泵接在抽真空管外面，炉体上设置有氮气添加口，炉体的侧壁上设置有观测口。
[0007]进一步，所述的提拉杆包括固定夹头、连接轴、收缩弹簧、夹头手柄；所述的固定夹头设置在提拉杆的最下端，所述的连接轴设置在固定夹头的上端，所述的收缩弹簧设置在连接轴的两侧，所述的夹头手柄设置在提拉杆的顶端。
[0008]进一步，所述的夹层包括保温内层、外层；所述的保温内层设置在夹层的内部，所述的外层设置在保温内层的周围外部。
[0009]进一步，所述的观测口包括隔热玻璃片、放大镜、调节旋钮；所述的隔热玻璃片设置在放大镜的下端，所述的放大镜设置在观测口的底部，所述的调节旋钮设置在放大镜的一侧。
[0010]进一步，所述的隔热玻璃片具体采用UV滤光片式阻红外透紫外线隔热石英玻璃片。
[0011]进一步，所述的保温内层具体采用FBT (稀土)保温材料。
[0012]进一步，提拉杆密封连接加料口的侧壁。
[0013]进一步，加热线圈自下而上依次设置非导磁材料板、覆铜箔线圈、覆铜箔板非导磁基材。
[0014]进一步，加热线圈的个数设置为多个。
[0015]进一步，采用石英坩祸。
[0016]本实用新型提供的提拉法生长晶体的节能装置，通过石英圈外绕的加热线圈根据所需的热场的不同，设计适当的加热线圈个数，加热线圈可以上下移动，从而达到消耗少量的电即可拉出高质量的晶体。本实用新型结构简单，设备制造成本低，加热、保温效率高，而且能耗低，大大节约了能源，对晶体生长环境有利的晶体提拉法生长装置。

【附图说明】

[0017]图1是本实用新型实施例提供的提拉法生长晶体的节能装置的结构示意图；
[0018]图2是本实用新型实施例提供的提拉法生长晶体的节能装置的提拉杆结构示意图；
[0019]图3是本实用新型实施例提供的提拉法生长晶体的节能装置的夹层结构示意图；
[0020]图4是本实用新型实施例提供的提拉法生长晶体的节能装置的观测口结构示意图；
[0021]图中:1、炉体；2、坩祸；3、加料口 ；4、提拉杆；4-1、固定夹头；4_2、连接轴；4_3、收缩弹費；4-4、夹头手柄；5、石英圈；6、加热线圈；7、提拉装置；8、夹层；8_1、保温内层；8_2、外层；9、进水口 ； 10、出水口 ；11、观测口 ；11-1、隔热玻璃片；11-2、放大镜；11-3、调节旋钮；12氮气添加口 ；13、抽真空管；14、真空泵。

【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]图1示出了本实用新型实施例提供的提拉法生长晶体的节能装置结构。为了便于说明，仅仅示出了与本实用新型相关的部分。
[0024]本实用新型实施例的提拉法生长晶体的节能装置，该提拉法生长晶体的节能装置包括:炉体1、坩祸2、加料口 3、提拉杆4、石英圈5、加热线圈6、提拉装置7、夹层8、进水口
9、出水口 10、观测口 11、氮气添加口 12、抽真空管13、真空泵14 ；
[0025]炉体I的顶部设置加料口 3，加料口 3内安装有提拉杆4，提拉杆4上方设置有提拉装置7 ;炉体I内安装有坩祸2，坩祸2的四周包裹有石英圈5，石英圈5外绕有加热线圈6 ;炉体I的侧壁上设置有夹层8，夹层8侧壁上设置有进水口 9和出水口 10 ;抽真空管13设置在炉体I的侧壁上，真空泵14接在抽真空管13外面，炉体I上设置有氮气添加口 12，炉体I的侧壁上设置有观测口 11。
[0026]进一步，所述的提拉杆4包括固定夹头4-1、连接轴4-2、收缩弹簧4_3、夹头手柄4-4 ;所述的固定夹头4-1设置在提拉杆4的最下端，所述的连接轴4-2设置在固定夹头4-1的上端，所述的收缩弹簧4-3设置在连接轴4-2的两侧，所述的夹头手柄4-4设置在提拉杆4的顶端。
[0027]进一步，所述的夹层8包括保温内层8-1、外层8-2 ;所述的保温内层8_1设置在夹层8的内部，所述的外层8-2设置在保温内层8-1的周围外部。
[0028]进一步，所述的观测口 11包括隔热玻璃片11-1、放大镜11-2、调节旋钮11_3 ;所述的隔热玻璃片11-1设置在放大镜11-2的下端，所述的放大镜11-2设置在观测口 11的底部，所述的调节旋钮11-3设置在放大镜11-2的一侧。
[0029]进一步，所述的隔热玻璃片11-1具体采用UV滤光片式阻红外透紫外线隔热石英玻璃片。
[0030]进一步，所述的保温内层8-1具体采用FBT(稀土)保温材料。
[0031]作为本实用新型实施例的一优化方案，提拉杆4密封连接加料口 3的侧壁。
[0032]作为本实用新型实施例的一优化方案，加热线圈6自下而上依次设置非导磁材料板、覆铜箔线圈、覆铜箔板非导磁基材。
[0033]作为本实用新型实施例的一优化方案，加热线圈6的个数设置为多个。
[0034]作为本实用新型实施例的一优化方案，采用石英坩祸2。
[0035]下面结合附图及具体实施例对本实用新型的应用原理作进一步描述。
[0036]如图1所示，本实用新型实施例的提拉法生长晶体的节能装置主要由炉体1、坩祸2、加料口 3、提拉杆4、石英圈5、加热线圈6、提拉装置7、夹层8、进水口 9、出水口 10、观测口 11、氮气添加口 12、抽真空管13、真空泵14组成；炉体I作为整个装置的主体，起到支撑作用；炉体I的顶部设置有加料口 3，加料口 3内安装有提拉杆4，提拉杆4上方设置有提拉装置7 ;炉体I内安装有坩祸2，坩祸2的四周包裹有石英圈5，石英圈5外绕有加热线圈6 ;炉体I的侧壁上设置有夹层8，夹层8侧壁上设置有进水口 9和出水口 10 ;抽真空管13设置在炉体I的侧壁上，真空泵14接在抽真空管13外面；炉体上设置有氮气添加口 12，炉体的侧壁上开有观测口 11 ;
[0037]提拉杆4穿过加料口 3向下深入到炉内，提拉杆4与加料口 3的侧壁之间密封连接；石英圈5外绕的加热线圈6是一种电磁感应加热线圈，它包括覆铜箔板非导磁基材、覆铜箔线圈和非导磁材料板，其纵向截面自下而上依次是非导磁材料板、覆铜箔线圈、覆铜箔板非导磁基材，覆铜箔线圈每匝之间的间隔距离是等距离的，或每匝之间的间隔距离为内宽外窄，循序渐进形成内疏外密状；或每双匝之间的间隔距离为内宽外窄，循序渐进形成内疏外密状，它还可以是双面覆铜箔线圈的，石英圈5外绕的加热线圈6根据所需的热场的不同，设计适当的加热线圈个数，加热线圈可以上下移动，从而达到消耗少量的电即可拉出高质量的晶体；坩祸2为石英坩祸，在石英的坩祸2外壁形成一层白矽石结晶的好处，是它可以增加石英坩祸的强度，减少高温软化现象。
[0038]本实用新型的工作原理:
[0039]本实用新型将构成晶体的原料放在坩祸2中，将炉体I封闭，真空泵14对炉体I进行抽真空处理，再对炉体I内充入氮气，最后对石英圈5上的加热线圈6进行通电，加热线圈6对坩祸2进行加热处理，将提拉杆4伸入到坩祸2内，进过长时间的加热处理，伴随着提拉干4缓慢的上升和旋转，逐渐的在提拉杆3的表面形成圆柱状晶体，本实用新型结构简单，设备制造成本低，加热、保温效率高，而且能耗低，大大节约了能源，对晶体生长环境有利的晶体提拉法生长装置，更重要的是石英圈5外绕的加热线圈6根据所需的热场的不同，设计适当的加热线圈6的个数，加热线圈6可以上下移动，从而达到消耗少量的电即可拉出高质量的晶体。
[0040]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种提拉法生长晶体的节能装置，其特征在于，该提拉法生长晶体的节能装置包括:炉体、坩祸、加料口、提拉杆、石英圈、加热线圈、提拉装置、夹层、进水口、出水口、观测口、氮气添加口、抽真空管、真空泵； 炉体的顶部设置加料口，加料口内安装有提拉杆，提拉杆上方设置有提拉装置；炉体内安装有坩祸，坩祸的四周包裹有石英圈，石英圈外绕有加热线圈；炉体的侧壁上设置有夹层，夹层侧壁上设置有进水口和出水口 ；抽真空管设置在炉体的侧壁上，真空泵接在抽真空管外面，炉体上设置有氮气添加口，炉体的侧壁上设置有观测口 ； 提拉杆密封连接加料口的侧壁； 加热线圈自下而上依次设置非导磁材料板、覆铜箔线圈、覆铜箔板非导磁基材； 加热线圈的个数设置为多个； 采用石英坩祸。
【文档编号】C30B15-00GK204281885SQ201420590205
【发明者】莫东鸣 [申请人]重庆工业职业技术学院