带径向温度测量的长晶炉的制作方法

本发明涉及长晶炉，具体而言，涉及一种带径向温度测量的长晶炉。

背景技术：

1、经发明人研究发现，传统的长晶炉仅利用红外测温仪测量坩埚顶部中心位置的温度，并根据该温度控制加热器对坩埚的加热效率。但是，坩埚顶部中心位置的温度并不能反映坩埚其它位置的温度，特别是坩埚顶面的所有位置的温度。在实际情况下中，坩埚顶面各个位置的温度很有可能是不均衡的，单根据顶面中心位置的温度控制加热器的加热效率，很有可能导致对坩埚的加热效果并不理想，对提高坩埚内长晶速率、减少籽晶的内应力起到的效果有限。

技术实现思路

1、本发明的目的包括提供了一种带径向温度测量的长晶炉，其能够测得坩埚顶面全面积的温度分布情况，以便于精准控制顶部加热器对坩埚的加热效率。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、本发明提供一种带径向温度测量的长晶炉，带径向温度测量的长晶炉包括：

4、外腔体，顶部设置有第一视窗；

5、内腔体，设置在外腔体的内部，内腔体的顶部设置有第二视窗；

6、坩埚，设置在内腔体的内部；

7、顶部加热器，安装在内腔体的内部、且位于坩埚的上方，顶部加热器上具有镂空区域；

8、径向驱动机构，设置在外腔体的外部，红外测温仪安装在径向驱动机构上，径向驱动机构用于驱动红外测温仪沿坩埚的径向移动；

9、其中，红外测温仪发出的红外线依次穿过第一视窗、第二视窗和镂空区域，照射到坩埚的顶面。

10、本发明实施例提供的带径向温度测量的长晶炉的有益效果包括：

11、通过径向驱动机构带动红外测温仪沿径向移动，再结合坩埚自转运动，即可利用红外测温仪测得坩埚顶面全面积的温度分布情况，以便于精准控制侧部加热器的加热效率以及坩埚与顶部加热器的相对位置，使坩埚的顶面温度处于较为理想的状态，提高坩埚内长晶速率、减少籽晶的内应力。

12、在可选的实施方式中，径向驱动机构驱动红外测温仪移动的范围位于坩埚的中心到边缘之间。

13、这样，径向驱动机构只需要驱动红外测温仪移动坩埚半径的长度，就可以测得坩埚顶面全面积的温度分布情况。

14、在可选的实施方式中，径向驱动机构包括：

15、电机；

16、螺杆，连接在所述电机的输出轴上，所述螺杆沿所述坩埚的径向布置；

17、导向杆，与所述螺杆平行间隔设置；

18、滑块，与所述螺杆螺纹连接、且套设在所述导向杆上，所述红外测温仪安装在所述滑块上，所述电机驱动所述螺杆转动，可带动所述滑块和所述红外测温仪沿所述螺杆移动。

19、这样，径向驱动机构的结构形式简单，对红外测温仪沿坩埚的径向移动的位置控制精准。

20、在可选的实施方式中，径向驱动机构为气缸，气缸的伸缩杆沿坩埚的径向布置，红外测温仪安装在气缸的伸缩杆上。

21、这样，径向驱动机构的结构形式简单，设备成本较低。

22、在可选的实施方式中，第一视窗、第二视窗和镂空区域均为沿坩埚的径向延伸的条形状。

23、这样，第一视窗、第二视窗和镂空区域占用的面积较小，对内腔体渗透气体的均匀性影响较小，对顶部加热器向坩埚顶面加热的均匀性影响较小。

24、在可选的实施方式中，顶部加热器包括依次连接的第一电极连接端、加热丝和第二电极连接端，其中，加热丝盘旋成圆盘状、且形成从中心到边缘延伸的镂空区域。

25、在可选的实施方式中，加热丝包括：

26、多个弧形段，间隔设置；

27、连接段，连接在相邻两个弧形段之间。

28、这样，加热丝的延伸形式比较灵活，只要保留有镂空区域即可，可以根据坩埚顶面的温度分布情况针对性地设计加热丝的形状和尺寸，获得对坩埚顶面最佳的加热效果。

29、在可选的实施方式中，从边缘到中心位置，弧形段的宽度逐渐减小。

30、这样，盘旋成圆盘状的加热丝对坩埚顶面的加热效率比较均匀，即顶部加热器的中心区域和边缘区域对坩埚顶面的加热效率基本均衡。

31、在可选的实施方式中，带径向温度测量的长晶炉配套有多个顶部加热器，不同顶部加热器的加热丝的形状不同，带径向温度测量的长晶炉根据坩埚顶面的径向温度梯度情况采用对应的一个顶部加热器。

32、这样，在利用红外测温仪测得精准的坩埚顶面的温度分布情况后，可以选用对应的顶部加热器装入带径向温度测量的长晶炉中，以便实现对坩埚最佳的加热效果。

33、在可选的实施方式中，带径向温度测量的长晶炉还包括：

34、坩埚托，位于内腔体的内部、且支撑在坩埚的底部；

35、转轴，从外腔体的外部插入内腔体的内部、且连接在坩埚托的底部。

技术特征：

1.一种带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述带径向温度测量的长晶炉包括：

2.根据权利要求1所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述径向驱动机构(5)驱动所述红外测温仪(6)移动的范围位于所述坩埚(3)的中心到边缘之间。

3.根据权利要求1所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述径向驱动机构(5)包括：

4.根据权利要求1所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述径向驱动机构(5)为气缸，所述气缸的伸缩杆沿所述坩埚(3)的径向布置，所述红外测温仪(6)安装在所述气缸的伸缩杆上。

5.根据权利要求1所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述第一视窗(101)、所述第二视窗(201)和所述镂空区域(41)均为沿所述坩埚(3)的径向延伸的条形状。

6.根据权利要求1所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述顶部加热器(4)包括依次连接的第一电极连接端(42)、加热丝(43)和第二电极连接端(44)，其中，所述加热丝(43)盘旋成圆盘状、且形成从中心到边缘延伸的所述镂空区域(41)。

7.根据权利要求6所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述加热丝(43)包括：

8.根据权利要求7所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，从边缘到中心位置，所述弧形段(431)的宽度逐渐减小。

9.根据权利要求7所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述带径向温度测量的长晶炉配套有多个所述顶部加热器(4)，不同所述顶部加热器(4)的所述加热丝(43)的形状不同，所述带径向温度测量的长晶炉根据所述坩埚(3)顶面的径向温度梯度情况采用对应的一个所述顶部加热器(4)。

10.根据权利要求1所述的带径向温度测量的长晶炉，其特征在于，所述带径向温度测量的长晶炉还包括：

技术总结
本发明的实施例提供了一种带径向温度测量的长晶炉，涉及长晶炉技术领域。带径向温度测量的外腔体顶部设置有第一视窗；内腔体设置在外腔体的内部，内腔体的顶部设置有第二视窗；坩埚设置在内腔体的内部；顶部加热器安装在内腔体的内部、且位于坩埚的上方，顶部加热器上具有镂空区域；径向驱动机构设置在外腔体的外部，红外测温仪安装在径向驱动机构上，径向驱动机构用于驱动红外测温仪沿坩埚的径向移动；其中，红外测温仪发出的红外线依次穿过第一视窗、第二视窗和镂空区域，照射到坩埚的顶面。带径向温度测量的长晶炉能够测得坩埚顶面全面积的温度分布情况，以便于精准控制顶部加热器对坩埚的加热效率。

技术研发人员：袁刚俊,苏兆鸣
受保护的技术使用者：通威微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13