专利名称：超高纯锗单晶炉坩埚杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及探测器级的超高纯锗单晶拉制设备，具体是指一种超高纯锗单晶炉坩埚杆。
背景技术：
现有军事国防，科学研究，国民经济各个领域均需要使用高纯锗Y射线、X射线的辐射探测器及其能谱仪进行核辐射的探测，而用高纯锗单晶做的Y射线探测器是所有能量分辨率<0.2%的γ射线探测器中分辨率最好的一种。这种探测器级的锗单晶材料，其净杂质浓度必须小于2Χ101(ι(:πΓ3。要想获得如此高纯度的锗单晶，在用通常化学方法提纯到5 6个9的纯度之后还须分两步进行，第一步是采用特殊的区熔提纯方法得到探测器级锗多晶材料，第二步是采用特殊的拉制单晶方法，得到大体积的高纯锗单晶材料。迄今半导体锗工业生产的锗单晶锭，它一直沿用的直拉法，在太阳能锗锗单晶制备中也有用VGF法的技术和工艺，而且都需要进行掺杂而不追求锗本身的进一步提纯，导致生产出的半导体锗单晶纯度，一般在5-6Ν，最高也可能达到8-9Ν，在半导体锗材料领域里的技术和工艺还达不到12 13Ν的纯度要求，目前国内全部靠进口。申请号为2011202^614. 3，名称为《超高纯锗单晶炉》，以及申请号为 201110180524. X，名称为《超高纯锗单晶制备工艺及专用设备》公布出了一种用于拉制纯度达12 13N超高纯锗单晶的单晶炉。该单晶炉炉膛采用密封的高纯石英件，炉膛顶部固定拉制装置，炉膛内利用石英坩埚托固定盛装有锗多晶锭的石英坩埚，石英坩埚外围环绕高频感应线圈对多晶锭加热使其热熔，将拉制装置伸入热熔的锗多晶锭内拉制出纯度达 12 13N的超高纯锗单晶。该种结构的单晶炉使拉制出的单晶成品较之常规的单晶纯度有了大幅度提高，但是坩埚托底部的坩埚杆全部为金属件，并且坩埚托与坩埚杆之间固定连接也是采用金属销或金属连接件，热熔加热时该金属件位于单晶炉膛区内，甚至在高温区， 并且由于高纯锗单晶炉的热源是通过中高频加热线圈来加热，这种高频对金属的坩埚杆会产生影响，使其散发出杂质以致影响炉体的洁净度，降低拉制出的单晶成品的纯度。
实用新型内容本实用新型目的在于克服上述超高纯锗单晶炉金属坩埚杆及金属连接件受高频加热影响散发杂质的不足，提供一种洁净度更高可避免杂质散发的超高纯锗单晶炉坩埚杆。为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是超高纯锗单晶炉坩埚杆，包括石英坩埚、石英坩埚托以及底部的坩埚杆，所述坩埚杆为高纯石英件，其顶部设坩埚杆顶螺纹，石英坩埚托底部对应设有坩埚托螺纹将石英坩埚托与坩埚杆连接，所述坩埚杆底部连接至炉膛底座。实现本实用新型目的的技术方案还进一步包括，所述坩埚杆底部连接有顶杆，顶杆下部穿过炉膛底座中心连接至升降和转动装置。[0008]进一步的，所述坩埚杆底部设坩埚杆底螺纹，顶杆顶部对应设有顶杆螺纹将坩埚杆与顶杆连接，且所述顶杆中心通有冷却水。本实用新型可直接应用于高纯锗单晶炉内，用石英坩埚杆来替代部分金属钼杆， 并采用螺纹拧结的方式连接各部件，避免采用金属连接件，尽可能减少或杜绝金属件进入单晶炉膛内，防止金属件受炉膛内高温区及电源的中高频的影响而散发杂质影响单晶纯度。
图1为本实用新型结构分解图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型结构进行详细说明。如图1所示，本实用新型从上至下依次包括石英坩埚1、石英坩埚托2以及坩埚杆 3。所述石英坩埚1内盛装有高纯锗多晶锭，其固定于石英坩埚托2上。石英坩埚托2底部设有坩埚托螺纹4，所述坩埚杆3为高纯石英件，其顶部对应设坩埚杆顶螺纹5，将石英坩埚托2与坩埚杆3固定连接。坩埚杆3底部设坩埚杆底螺纹6，顶杆7顶部对应设有顶杆螺纹8将坩埚杆3与顶杆7连接，顶杆7下部穿过密封的炉膛底座中心，并连接有升降和转动装置以调整石英坩埚 1在炉膛内的高度和旋转速度，使高纯锗多晶锭位于高频加热线圈环绕之内，利用高频加热线圈对其进行加热后利用拉制单晶装置将其拉制成高纯的锗单晶。为防止金属顶杆在炉膛内受高温及高频电源影响而散发杂质，本实用新型顶杆7采用耐高温的金属钼杆，并在其内通有冷却水。本实用新型采用石英坩埚杆来替代部分金属钼杆，并采用螺纹拧结的方式连接石英坩埚托与坩埚杆，以及坩埚杆与顶杆，避免了现有技术中的用金属钼销、钼丝连接的结构，这样炉膛内可以尽量少用或不用金属件，防止金属件在炉膛内受高温和电源中高频影响而散发杂质，保证了拉制的锗单晶的纯度。
权利要求1.超高纯锗单晶炉坩埚杆，包括石英坩埚(1)、石英坩埚托(2)以及底部的坩埚杆(3)， 其特征在于，所述坩埚杆(3)为高纯石英件，其顶部设坩埚杆顶螺纹(5)，石英坩埚托(2)底部对应设有坩埚托螺纹(4)将石英坩埚托(2)与坩埚杆(3)连接，所述坩埚杆(3)底部连接至炉膛底座。
2.根据权利要求1所述的超高纯锗单晶炉坩埚杆，其特征在于，所述坩埚杆(3)底部连接有顶杆(7)，顶杆(7)下部穿过炉膛底座中心连接至升降和转动装置。
3.根据权利要求1或2所述的超高纯锗单晶炉坩埚杆，其特征在于，所述坩埚杆(3)底部设坩埚杆底螺纹(6)，顶杆(7)顶部对应设有顶杆螺纹(8)将坩埚杆C3)与顶杆(7)连接。
4.根据权利要求3所述的超高纯锗单晶炉坩埚杆，其特征在于，所述顶杆(7)中心通有冷却水。
专利摘要本实用新型涉及探测器级的超高纯锗单晶拉制设备，具体是指一种超高纯锗单晶炉坩埚杆，其包括石英坩埚、石英坩埚托以及底部的坩埚杆，所述坩埚杆为高纯石英件，其顶部设坩埚杆顶螺纹，石英坩埚托底部对应设有坩埚托螺纹将石英坩埚托与坩埚杆连接，所述坩埚杆底部连接至炉膛底座。本实用新型可直接应用于高纯锗单晶炉内，用石英坩埚杆来替代部分金属钼杆，并采用螺纹拧结的方式连接各部件，避免采用金属连接件，尽可能减少或杜绝金属件进入单晶炉膛内，防止金属件受炉膛内高温区及电源的中高频的影响而散发杂质影响单晶纯度。
文档编号C30B29/08GK202297857SQ201120366140
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者孙慧斌, 白尔隽, 赵海歌 申请人:深圳大学