专利名称：同心连通单晶生长装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及单晶生长的装置，特别涉及一种同心连通单晶生长装置。
背景技术：
现行的单晶生长装置基本上是一个圆桶形的坩埚，在坩埚的上下形成温度梯度，顶部有籽晶及提拉转动装置，这种单一的坩埚装置只适用于硅熔体中硅单晶的生长，或具有同成分熔化性质的化合物单晶生长，不适用于不具有同成分熔化物质及高温熔剂中溶质单晶的生长。
发明内容
本实用新型的单晶生长装置是一种同心连通单晶生长装置，包括氧化铝坩埚12、硅钼管发热体13、感应搅拌元件7、定位热电偶8、籽晶操纵杆9、降温套10、降温器11，其特征在于在坩埚12的中心位置有一中心套1，中心套1是一个无底的空心圆管，与坩埚12的中心线同心，在中心套1的下端开有若干个通孔5，中心套1将坩埚12内的容积空间分隔成三个区域(为叙述方便，以下以SiC为高温熔剂中的溶质单晶的生长为例)，分别是混合有溶质碳化硅细粉的区域称高浓度SiC非均质区3、在中心套1内的容积空间称均质熔体溶液区2、在坩埚12和中心套1的下端在通孔5的水平部位为连通区4，由于在颗粒附近的熔体的SiC溶解度远高于平衡饱和溶解度，因此，在高浓度SiC非均质区3和均质熔体溶液区2之间有等温浓度梯度，通过降温套10和降温器11对均质熔体溶液区2的降温控制，2、3之间又产生温度浓度梯度，SiC在溶液中其溶解度降低的方向曲线H是在中心套1中由下往上递减，籽晶6固定在籽晶操纵杆9的下端，可随籽晶操纵杆9在中心套1内上下移动或旋转，降温套10是冷铜块，套在籽晶操纵杆9上，随时更换冷铜块以控制中心套1内的降温速度，降温器11是通过流动的低温水或冷空气达到对中心套1内的降温控制。
同现有技术比较本发明的优点同心连通单晶生长装置的优点是1)广泛适用于不具有同成分熔化物质及高温溶剂中溶质单晶的生长；2)单晶生长速率快，对SiC单晶生长速率可达0.6mm/h；3)由于均质熔体溶液区和高浓度SiC非均质区完全分隔，有利于大尺寸SiC单晶生长，也其他溶质大尺寸单晶生长。
图1为同心连通单晶生长装置结构示意图。
具体实施方式
同心连通单晶生长装置的最佳实施例一中心套1与坩埚12同心，中心套1的下端有多个孔通5，孔通5应在中心套1的圆周上均匀分布，籽晶操纵杆9下端固定有籽晶6，籽晶操纵杆9带动籽晶6在中心套1内升降和转动，在籽晶操纵杆9的上部位置上套有降温套10和降温器16，降温套10是冷铜块，可以经常调换以控制降温速度，降温器16是通过流动的低温水或冷空气以达降温；实施例二中心套1下端有三个以上的通孔5，降温套10和降温器16与籽晶操纵杆9的圆柱面或柱形面紧贴以传递降温冷却籽晶6来达到控制中心套1内的冷却速率。
权利要求1.一种同心连通单晶生长装置，包括氧化铝坩埚(12)、硅钼管发热体(13)、感应搅拌元件(7)、定位热电偶(8)、籽晶操纵杆(9)、籽晶(6)、降温套(10)、降温器(11)，其特征在于坩埚(12)内设有中心套(1)，中心套(1)是一空心圆管，中心套(1)的中心线与坩埚(12)的中心线重合，在中心套(1)上端置入籽晶(6)和操纵杆(9)，中心套(1)的下端坐落在坩埚(12)的底部，中心套(1)下端的圆管壁上设有通孔(5)。
2.根据权利要求1所述的同心连通单晶生长装置，其特征在于中心套(1)上的通孔(5)可以是三个或三个以上，全部通孔(5)在中心套(1)的圆周线上均匀布置。
3.根据权利要求1和2所述的同心连通单晶生长装置，其特征在于籽晶(6)固定于操纵杆(9)的下端，可随操纵杆(9)在中心套(1)内上下升降或旋转。
4.根据权利要求1和2所述的同心连通单晶生长装置，其特征在于籽晶操纵杆(9)的上部位置套有降温套(10)和降温器(12)，使籽晶操纵杆(9)直接被冷却降温并传递给籽晶(6)来达到控制中心套(1)内的冷却速率。
专利摘要本实用新型是一种同心连通单晶生长装置，适用于不具有同成分熔化物质及高温熔剂中溶质单晶的生长，在坩埚内有一中心套，使溶质细粉区与均质熔体溶液区分隔，有利于大尺寸溶质单晶的快速生长。
文档编号C30B15/00GK2661710SQ20032010838
公开日2004年12月8日 申请日期2003年11月24日 优先权日2003年11月24日
发明者潘颐 申请人:浙江大学