专利名称：高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于制备探测器级锗多晶的专用设备，具体是指一种高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈。
背景技术：
高纯锗多晶是利用现有半导体锗产业生产的区熔锗锭，经过特殊区熔和工艺，制备成的探测器级的12-13N高纯区熔多晶锭，提供拉制探测器级的12-13N高纯锗单晶，开辟我国锗行业中锗系列产品纯度最高端的产品，并为我国核辐射探测领域中的高纯锗探测器自主创新提供技术基础和材料基础。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2X KTcnT3。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。张文福(天津市众合光电技术有限公司，2005)公开了一种高频加热水平区熔提纯锗的技术。该方案采用水平区熔的方式，通入高纯度的氢，在加热过程中保护锗不被氧化，进而将氧化锗还原成锗，其过程是将锗锭放入外部带有感应加热线圈的石英管内，加热到960-1000°C，待熔区熔化及稳定后，开启走车马达做水平位移，移动速度控制在2-5mm/ min，熔区宽度控制在4-6cm，提纯运动进行10-15次。该高纯锗区熔炉所存在的问题在于熔区宽度较宽，热熔时热量集中度不够，导致杂质混杂几率变大，致使成品锗纯度偏低，达7N 左右，无法用于拉制探测器级锗单晶。白尔隽(深圳大学核技术应用研究所，1998)采用国产材料和TGP-10型高频感应加热区熔提纯机，进行锗区熔提纯的制备工艺，区熔次数20次，获得了高纯锗多晶材料，其净杂质浓度为 IOiciCnT3,而且占整条锭长的80%。这样的多晶材料就可以放入特殊设计的单晶炉里拉制单晶。该结构的高纯锗区熔炉所存在的问题在于虽然热熔区宽度窄，满足热量集中的需要，但是区熔时需要通过整个石英舟，且需往复多次，导致区熔效率较低。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种区熔效率高，结构简单，且可制备出纯度达12 13N高纯度锗的高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈。为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是，一种高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈，所述高频加热线圈固定于小车上，并环绕于装有原料锗锭的石英管外部，所述高频加热线圈为宽度1 3cm的双层线圈，所述高频加热线圈由至少两个加热线圈串联组成，其两端连接至中高频电源。进一步的，所述高频加热线圈为下层三圈，上层两圈的双层线圈。本实用新型将多个高频加热线圈串联后环绕于石英管外部对原料锗锭进行区熔， 不但可保障锗多晶的纯度，而且可一次性对多个区段进行区熔，在保障纯度的同时也提高了效率。
图1为本实用新型区熔炉结构图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型区熔炉包括底座9、小车轨道10、小车11、石英管2及石英管支架6，原料锗锭12放置于石英舟3内，石英舟3放置于石英管2内。石英管2管口用密封圈7密封，并在石英管2两端分别设有氢气进口 1及氢气出口 8，所述小车11上固定有高频加热线圈4，所述高频加热线圈4为宽度1 3cm的双层线圈，并环绕于所述石英管2 外部。所述高频加热线圈4由至少两个加热线圈串联组成，本实用新型以六个加热线圈相互串联为实施例，线圈的两端分别连接至中高频电源。区熔时，发热的加热线圈在原料锗锭 12上形成多个热熔区5。为了进一步提高发热线圈的利用率，所述的高频加热线圈4为下层三圈，上层两圈的双层线圈。本实用新型通过将多个高频加热线圈串联，从而同时在原料锗锭上形成多个热熔区进行区熔提纯。以六个线圈的高频加热线圈为例，如一个线圈通过整个石英舟所需时间为6小时，而采用六个线圈完整通过一个石英舟所需时间为12小时，即已经进行了 6次区熔。则相当于一次区熔只需2个小时，比前述6个小时要省4个小时，时间缩短三分之二， 大大提高了区熔的工作效率。
权利要求1.一种高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈，所述高频加热线圈(4)固定于小车(11) 上，并环绕于装有原料锗锭(12)的石英管(2)外部，所述高频加热线圈(4)为宽度1 3cm 的双层线圈，其特征在于，所述高频加热线圈由至少两个加热线圈串联组成，其两端连接至中高频电源。
2.根据权利要求1所述的高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈，其特征在于，所述高频加热线圈(4)为下层三圈，上层两圈的双层线圈。
专利摘要本实用新型涉及用于制备探测器级锗多晶的专用设备，具体是指一种高纯锗区熔炉用多个中高频加热线圈，所述高频加热线圈固定于小车上，并环绕于装有原料锗锭的石英管外部，所述高频加热线圈为宽度1～3cm的双层线圈，所述高频加热线圈由至少两个加热线圈串联组成，其两端连接至中高频电源，且该高频加热线圈为下层三圈，上层两圈的双层线圈。本实用新型将多个高频加热线圈串联后环绕于石英管外部对原料锗锭进行区熔，不但可保障锗多晶的纯度，而且可一次性对多个区段进行区熔，在保障纯度的同时也提高了效率。
文档编号C30B29/08GK202297841SQ20112036614
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