晶体横向生长设备及晶体横向生长方法与流程

本发明涉及晶体生长技术领域，特别是涉及一种晶体横向生长设备及晶体横向生长方法。

背景技术：

由于在晶体生长中通常使用两种技术生长，1是提拉法，但成本非常的高且制作难度较大不利于生长超长晶体。2就是下降法，但下降法受制于超长晶体的密度较大，当原料变成液体后底部所受压强较大，所以生长的风险非常的大，且受制于晶体生长周期较长，不利于快速的生长出晶体。

现有的技术是使用生长炉纵向生长，模拟环境达到结晶的目的，缺点是由于是纵向生长，在生长中由于原料变成液体后所有液体重量全部压在底部，导致底部压强过大，发生漏液风险及坩埚变形情况。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种晶体横向生长设备及晶体横向生长方法，解决了晶体生长中底部压力过大，坩埚难以承受从而导致坩埚变形漏液的情况。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种晶体横向生长设备，包括：炉体、第一保温层、第二保温层、高温区、发热体、导车和坩埚，所述的炉体内从上往下依次设置有第一保温层和第二保温层，所述的导车置于第一保温层和第二保温层之间，所述的第一保温层底部的中间区域为高温区，高温区的中心设置有发热体，所述的第二保温层顶部的中间区域为高温区，高温区的中心设置有发热体，所述的坩埚装于导车中。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第一保温层为高温耐火砖。

在本发明一个较佳实施例中，所述的第二保温层为高温耐火砖。

在本发明一个较佳实施例中，所述的发热体为硅钼棒或中频加热棒。

在本发明一个较佳实施例中，所述的发热体由温控装置控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种晶体横向生长方法，其采用所述的晶体横向生长设备进行晶体横向生长，其生长方法包括以下步骤：

（1）将生长晶体所需的原料混合后填入坩埚中，然后将坩埚放入导车中，由导车将坩埚由低温区移入高温区；

（2）原料融化变成液体，达到最大的液化状态，再慢慢移出高温区，液体慢慢按所需的晶格进行排列组合固化，生成晶体。

在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中生长晶体所需的原料为氧化锗和氧化铋的混合物，氧化锗和氧化铋的重量配比为1:3。

在本发明一个较佳实施例中，高温区的温度为1200~1250℃，高温区的长度大于等于1m。

在本发明一个较佳实施例中，步骤（1）中导车移动速度为0.8~1.2mm/h。

本发明的有益效果是：本发明利用模拟大自然的环境，在特定的温度环境下，使晶体原料合成横向反应，即解决了纵向生长中超长晶体的压强过大问题，也解决了晶体在生长中，生长炉体积过大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的晶体横向生长设备一较佳实施例的结构示意图；

附图中各部件的标记如下：1、第一保温层，2、第二保温层，3、高温区，4、发热体，5、导车，6、坩埚。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种晶体横向生长设备，包括：炉体、第一保温层1、第二保温层2、高温区3、发热体4、导车5和坩埚6，所述的炉体内从上往下依次设置有第一保温层1和第二保温层2，所述的导车5置于第一保温层1和第二保温层2之间，所述的第一保温层1底部的中间区域为高温区3，高温区3的中心设置有发热体4，所述的第二保温层2顶部的中间区域为高温区3，高温区3的中心设置有发热,4，所述的坩埚6装于导车5中。

优选的，所述的第一保温层1为高温耐火砖。

优选的，所述的第二保温层2为高温耐火砖。

优选的，所述的发热体为硅钼棒或中频加热棒。

优选的，所述的发热体4由温控装置控制。

一种晶体横向生长方法，采用上述的晶体横向生长设备进行晶体横向生长，其生长方法包括以下步骤：

（1）将生长晶体所需的原料混合后填入坩埚6中，然后将坩埚6放入导车5中，由导车5将坩埚6由低温区移入高温区，生长晶体所需的原料为氧化锗和氧化铋的混合物，氧化锗和氧化铋的重量配比为1:3，高温区3的温度为1200℃或1250℃，导车移动速度为0.8mm/h、1.0mm/h或1.2mm/h；

（2）原料融化变成液体，达到最大的液化状态，再慢慢移出高温区3，液体慢慢按所需的晶格进行排列组合固化，生成晶体，由于晶体的密度很大，所以不能快速的移出高温区3，高温区4的长度大于等于1m以保证晶体不开裂。

本发明晶体横向生长设备及晶体横向生长方法的有益效果是：本发明利用模拟大自然的环境，在特定的温度环境下，使晶体原料合成横向反应，即解决了超长晶体生产过程中由于液体压力过大后导致坩埚漏液，从而导致晶体生长失败，解决了漏液的安全事故，也解决了晶体在生长中，生长炉体积过大的问题。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种晶体横向生长设备及晶体横向生长方法，该晶体横向生长设备包括：炉体、第一保温层、第二保温层、高温区、发热体、导车和坩埚，炉体内设置有第一保温层和第二保温层，导车置于第一保温层和第二保温层之间，第一保温层和第二保温层上均设置有高温区，高温区的中心均设置有发热体，坩埚装于导车中。该晶体横向生长方法包括以下步骤：将生长晶体所需的原料混合后填入坩埚中，然后将坩埚放入导车中，由导车将坩埚由低温区移入高温区；原料融化变成液体，达到最大的液化状态，再慢慢移出高温区，液体慢慢按所需的晶格进行排列组合固化，生成晶体。本发明解决了晶体生长中底部压力过大，坩埚难以承受从而导致坩埚变形漏液的情况。

技术研发人员：杨建春
受保护的技术使用者：无锡翌波晶体材料有限公司
技术研发日：2019.01.03
技术公布日：2019.03.19