一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置的制作方法

专利查询2022-6-28  91



1.本实用新型涉及提拉法晶体生长技术领域,尤其涉及一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置。


背景技术:

2.晶体生长方法包括熔体生长、溶液生长、气相生长和固相生长,其中,世界上主要的熔体生长方法包括晶体提拉法、导模法、热交换法和泡生法。其中,提拉法是在一定温度场、提拉速度和旋转速度下,熔体通过籽晶生长,形成一定尺寸的单晶,导模法是提拉法的一种变形,是将原料放入坩埚中加热熔化,熔体沿着模具在毛细作用下上升至模具顶端,在模具顶端接籽晶提拉熔体,从而不断凝固结晶生长出与模具边缘形状形同的单晶体。
3.晶体生长的装置通常采用晶体生长炉,将原料放入晶体生长炉的坩埚内,通过高温使原料熔融形成熔体,在通过籽晶提拉熔体并结晶,通常在生长炉上设置有用于观察晶体生长情况的玻璃观察窗,但是由于炉内外温度差较高,炉内熔体的挥发物与玻璃观察窗接触后会在玻璃上沉积,影响对晶体生长情况的观测。
4.因此,现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素:

5.鉴于上述现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置,旨在解决熔体挥发易在观察窗上沉积的问题。
6.本实用新型的技术方案如下:
7.一种用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,包括:
8.保温罩,所述保温罩的侧壁上开设有观察孔;
9.透明导电基板,设置于所述观察孔处;
10.供电装置,所述供电装置与所述透明导电基板电连接;
11.其中,所述供电装置为所述透明导电基板供电,所述透明导电基板温度升高以防止所述保温罩内的挥发物在所述透明导电基板上沉积。
12.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,所述观察孔的孔壁与所述透明导电基板的边缘连接。
13.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,所述透明导电基板上设置有电极,所述电极与所述供电装置电连接。
14.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,所述透明导电基板包括:
15.透明基板;
16.导电发热膜,设置在所述透明基板上,所述导电发热膜与所述供电装置连接。
17.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,还包括温控装置,所述透明导电基板和所述供电装置分别与所述温控装置连接;其中,所述温控装置监测所述透明导电基板的温度,并根据所述温度和预设温度控制所述供电装置为所述透明导电基板供电。
18.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,所述温控装置包括:
19.温度监测单元,与所述透明导电基板连接;
20.控制单元,分别与所述温度监测单元和供电装置连接。
21.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,所述透明导电基板的厚度为1~5cm。
22.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗,其中,所述观察孔与水平方向呈角度设置。
23.一种用于抑制挥发物沉积的晶体生长装置,包括:生长炉体,其中,所述生长炉体包括如上所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗。
24.有益效果:本实用新型提供了一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置,所述观察窗包括:保温罩,所述保温罩的侧壁上开设有观察孔;透明导电基板,设置于所述观察孔处;供电装置,所述供电装置与所述透明导电基板电连接。本实用新型通过在观察孔处设置透明导电基板,供电装置给所述透明导电基板供电,使其温度升高,减少因保温罩的观察窗内外温度差较大而出现的挥发物在玻璃上沉积的现象。
附图说明
25.图1为本实用新型的用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置的结构示意图。
26.图2为本实用新型的透明导电基板的结构示意图。
27.附图标记:1、保温罩;2、观察孔;3、透明导电基板;31、透明基板;32、导电发热膜;4、供电装置;5、电极。
具体实施方式
28.本实用新型提供一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置,为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
29.需说明的是,当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件,它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件,它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
30.还需说明的是,本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此,附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
31.通常来说,在采用提拉法或导模法生长晶体时,通常在晶体生长炉上设置有用于观察晶体生长情况的观察窗,但是晶体生长炉内温度很高,炉内外温度差较高,炉内熔体的挥发物与观察窗接触后会在观察窗上沉积,影响对晶体生长情况的观测。本实用新型提供了一种用于抑制挥发物沉积的观察窗,请参见图1,所述用于抑制挥发物沉积的观察窗包括:保温罩1,所述保温罩1的侧壁上开设有观察孔2;透明导电基板3,设置于所述观察孔2处;供电装置4,所述供电装置4与所述透明导电基板3电连接。
32.具体地,保温罩1是用于围绕提拉熔体的籽晶杆并保证晶体生长炉内的温度变化过快,防止晶体结晶过快。在保护罩的侧壁上开设有用于观察晶体生长情况观察孔2,在观察孔2内设置透明导电基板3,通过供电装置4在透明导电基板3上加上电场,使导电基板的温度升高,从而使导电基板,也就是观察窗,与保温罩1内的温度差减小,从而熔体的挥发物接触到靠近炉内的透明导电基板3上时不易发生沉积现象,通过观察孔2并透过透明导电基板3在不影响观察视线的情况下可以观察到生长炉内的晶体生长情况。观察孔2的孔壁与透明导电基板3的边缘连接,最好密封连接,这样可防止炉内的挥发物在观察孔2内沉积。
33.进一步,透明导电基板3的数量可以设置一块,也可以设置多块,设置多块透明导电基板3时,在晶体生长的过程中,可以对所有的导电基板通电,或者对其中一块或几块透明导电基板3进行通电,只要观察窗具有温度升高的导电基板从而减小观察窗与保温罩1内的温度差即可。多块透明导电基板3可以贴合设置也可以间隔设置,间隔设置时,还可以通过透明导电基板3之间的间隔的隔热作用,降低了靠近保温罩1内的透明导电基板3与保温罩1外的热交换速率,进一步防止晶体生长炉内的挥发物接触到透明导电基板3发生的沉积现象。
34.更进一步,透明导电基板可以是透明导电玻璃,也可以是可导电的透明晶体材料,透明导电玻璃可以是本身能够导电的导电玻璃,也可以是在普通玻璃上镀上一层导电膜的导电玻璃,可导电的透明晶体材料可以是在普通透明晶体材料上镀上一层导电膜形成的导电晶体,普通透明晶体材料可选用蓝宝石晶体等耐高温晶体材料。
35.在一种实施方式中,所述透明导电基板3上设置有电极5,所述电极5与所述供电装置4电连接。
36.具体地,本实施例采用的透明导电基板3本身能够导电且具有一定的内阻,其通电后能够发热,保证熔体的挥发物接触到的观察窗口温度不因保温罩1外部的相对低的温度而降低,防止挥发物的沉积。电极5可以采用夹装的方式夹装在透明导电基板3的边缘,也可以直接在透明导电基板3上制作电极5,根据透明导电基板3所处的环境的温度,选择合适的电极5作为透明导电基板3的电极5,例如,温度环境较高时,采用具有耐高温性的电极5作为透明导电基板3的电极5。
37.在一种实施方式中,请参见图2,所述透明导电基板3包括:透明基板31;导电发热膜32,设置在所述透明基板31上,所述导电发热膜32与所述供电装置4连接。
38.具体地,本实施例采用的透明导电基板3的透明基板31本身导电性较差,在透明基板31上制备一层透明的导电发热膜32,从而得到透明导电基板3,再在透明发热膜32上制备电极5,并与供电装置4电连接。导电发热膜32是一种通电后能够发热的薄膜。将导电发热膜32通电后,导电发热膜32发热,并将热量传至透明基板31,从而整个透明导电基板3的温度上升。进一步,透明基板31可采用透明玻璃(如石英玻璃)或透明晶体材料(如蓝宝石晶体)。
39.在一种实施方式中,所述观察窗还包括温控装置,所述透明导电基板3和所述供电装置4分别与所述温控装置连接;其中,所述温控装置监测所述透明导电基板3的温度,并根据所述温度和预设温度控制所述供电装置4为所述透明导电基板3供电。
40.具体地,由于透明导电基板3的温度大小影响保护罩内的挥发物的沉积情况,透明导电基板3达到一定的温度才能更好地抑制挥发物的沉积,采用控温装置监测透明导电基板3的实时温度,并根据实时温度以及预设温度,控制供电装置4对透明导电基板3的供电大
小,从而将透明导电基板3的温度控制在一定范围内,提高透明导电基板3对挥发物沉积的抑制效果。
41.进一步,所述温控装置包括:温度监测单元,与所述透明导电基板3连接;控制单元,分别与所述温度监测单元和供电装置4连接。温度监测单元用于实时监测透明导电基板3的温度大小,控制单元根据实时的监测数据控制供电装置4的供电大小。
42.在一种实施方式中,所述透明导电基板3的厚度为1~5cm。所述透明导电基板3的厚度不能太大也不能太小,厚度太大会提高观察窗整体的传热速度,且影响观察效果;厚度太小易被损坏。
43.在一种实施方式中,所述观察孔2与水平方向呈角度设置。
44.具体地,观察孔22靠近炉内的一侧向下倾斜,观察孔22靠近炉外的一侧向上倾斜,从而与水平方向形成夹角。夹角的大小根据保温罩11与炉内晶体生长区域的相对位置设置,使观察视线从观察孔22看过去能很好的观察到晶体的生长情况。
45.在一种实施方式中,一种用于抑制挥发物沉积的晶体生长装置,包括:生长炉体,其中,所述生长炉体包括如上所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗。
46.综上所述,本实用新型提供了一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置,所述观察窗包括:保温罩,所述保温罩的侧壁上开设有观察孔;透明导电基板,设置于所述观察孔处;供电装置,所述供电装置与所述透明导电基板电连接。本实用新型通过在观察孔处设置透明导电基板,供电装置给所述透明导电基板供电,使其温度升高,减少因保温罩上的观察窗内外温度差较大而出现的挥发物在玻璃上沉积的现象。
47.应当理解的是,本实用新型的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

最新回复(0)