一种晶体制备系统的制作方法

优先权声明

本申请要求2020年6月5日提交的国际申请pct/cn2020/094684的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

本说明书涉及受激发射器件技术领域，特别涉及一种用于制备受激发射器件中的晶体的制备装置。

背景技术：

受激发射器件是一种受外界条件(例如，γ射线、x射线)激发以使电子发生能态跃迁，从而发射光的器件。受激发射器件广泛应用于工业、医疗、科研、通讯、军事等领域。受激发射器件中通常需要使用各种晶体材料(例如，闪烁晶体、激光晶体)。为了保证所制备的晶体质量以提高受激发射器件的性能，晶体制备系统需要满足严格的要求(例如，提供稳定的温场)。因此，需要提供一种改进的晶体制备系统，以制备高质量的晶体。

技术实现要素：

本说明书实施例之一提供一种晶体制备系统。该晶体制备系统包括：炉体；保温筒，所述保温筒位于所述炉体内；埚组件，其中，所述埚组件位于所述保温筒内；所述埚组件至少包括内层埚和外层埚，其中，所述内层埚与所述外层埚之间的间隙小于预设间隙值；所述间隙内填充填充体；电阻加热组件，其中，所述电阻加热组件包括加热体，所述加热体包括多个加热单元，所述多个加热单元形成均匀温度场；所述多个加热单元环绕设置于所述埚组件外周；所述多个加热单元与所述埚组件之间的距离满足预设条件；保温层，所述保温层环绕设置于所述多个加热单元外侧、所述保温筒顶部和/或所述埚组件底部。

在一些实施例中，内层埚的材质包括铱、铂、钨、钽、钼或石英中的至少一种，所述外层埚的材质包括石墨、氧化铝、氧化锆、钨、钼、钽中的至少一种，以及所述内层埚的厚度小于所述外层埚的厚度。

在一些实施例中，预设间隙值在0.1mm-10mm范围内。

在一些实施例中，填充体的体积与所述间隙的体积之比在0.1∶1-1∶1范围内。

在一些实施例中，预设条件包括所述多个加热单元与所述埚组件之间的距离在2mm-15mm范围内。

在一些实施例中，多个加热单元的阻值相等。

在一些实施例中，多个加热单元通过对所述加热体进行开槽处理得到，所述开槽处理的多个槽的尺寸相等。

在一些实施例中，加热体的高度与所述保温筒的高度之比在1∶1-1∶5的范围内。

在一些实施例中，电阻加热组件还包括连接部件，所述连接部件用于连通所述加热体和电源，其中，所述连接部件包括电极杆，所述电极杆的至少一部分穿过所述炉体的底板上的通孔与所述电源连接；所述通孔的端面上设有倒角，通过所述倒角、密封圈和密封垫片实现所述电极杆与所述底板的密封。

在一些实施例中，连接部件还包括电极板，所述电极板上设有电极杆安装孔和加热体安装孔，其中，所述电极杆通过所述电极杆安装孔与所述电极板相连接；所述加热体通过所述加热体安装孔与所述电极板相连接，其中，所述加热体通过至少一个紧固环与所述电极板紧固连接，所述至少一个紧固环至少部分位于所述加热体安装孔内且部分环绕设置于所述加热体外周。

在一些实施例中，在从所述加热体安装孔的底部到所述电极板上端面的方向上，所述至少一个紧固环的外径逐渐增大。

在一些实施例中，晶体制备系统还包括温控装置，所述温控装置用于根据所述保温筒内的温度分布调节所述保温层的高度和/或厚度。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是一些实施例所示的示例性晶体制备系统的结构示意图；

图2是一些实施例所示的示例性温场装置的结构示意图；

图3是另一些实施例所示的示例性温场装置的结构示意图；

图4是一些实施例所示的示例性埚组件的结构示意图；

图5是一些实施例所示的示例性埚盖的俯视图；

图6是一些实施例所示的示例性多个加热单元的结构示意图；

图7a是一些实施例所示的示例性电极杆的结构示意图；

图7b是图7a所示的示例性电极杆的a-a剖视图；

图8a是一些实施例所示的示例性电极板的部分结构示意图；

图8b是图8a所示的示例性电极板的剖视图；

图9是一些实施例所示的示例性紧固环的结构示意图；

图10a是一些实施例所示的示例性上密封盖的俯视图；

图10b是图10a所示的示例性上密封盖的a-a剖视图；

图11a是一些实施例所示的示例性下密封盖的仰视图；

图11b是图11a所示的示例性下密封盖的b-b剖视图。

图中，100为晶体制备系统，110为炉体，111为炉盖，112为底板，120为保温筒，121为上密封盖，1211为第一通孔，1212为第二通孔，1213为第三通孔，1214为上冷却通路，122为下密封盖，1221为第四通孔，1222为支撑孔，1223为下冷却通路，1224为倒角，123为观察件，124为主筒，125为支撑筒，130为埚组件，131为托盘，132为埚托，133为垫块，1331为上垫块，1332为下垫块，134为底托，135为内层埚，136为外层埚，137为埚盖，1371为通孔，1372为环槽，140为电阻加热组件，141为加热体，1411为发热部，1412为电极部，1413为槽，142为电极杆，1421为中空管，1422为冷却环隙，1423为进水口，1424为出水口，143为电极板，1431为电极杆安装孔，1432为加热体安装孔，1433为垫块通孔，144为紧固环，1441为卡接板，150为保温层，151为顶部保温层，152为侧部保温层，153为底部保温层，155为埚盖板，156为定位环，160为提拉装置，170为运动装置，180密封套管，190为保温筒，191为上保温筒，1911为上保温内筒，1912为上保温外筒，192为中保温筒，193为下保温筒，194为上盖板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性晶体制备系统的结构示意图。

在一些实施例中，晶体制备系统100可以用于制备受激发射器件中所使用的各种晶体。在一些实施例中，受激发射器件中所使用的晶体可以包括闪烁晶体(例如，硅酸钇镥闪烁晶体)、激光晶体(例如，钇铝石榴石晶体)等。以下将结合附图对说明书中实施例所涉及的晶体制备系统100进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用以解释本说明书，并不构成对本申请的限定。

如图1所示，晶体制备系统100可以包括炉体110、保温筒120、埚组件(例如，图2或3所示的埚组件130，图1中未示出)、加热组件(例如，图2或3所示的电阻加热组件140，图1中未示出)、保温层(例如，图2或3所示的保温层150，图1中未示出)、真空装置(未示出)、提拉装置160和运动装置170。在一些实施例中，保温筒120、埚组件、加热组件和/或保温层也可以总称为“温场装置”。

炉体110的形状可以是圆柱体、立方体、多棱柱体(例如，三棱柱、五棱柱体、六棱柱体)等。在一些实施例中，炉体110可以包括炉体本体、炉盖111和底板112。炉盖111可以设置在炉体本体的顶部。底板112可以设置在炉体本体的底部。在一些实施例中，炉盖111上可以设置用于放置保温筒120的通孔。在一些实施例中，炉盖111可以与保温筒120的外壁密封或不密封。在一些实施例中，炉体110可以为密闭结构或非密闭结构。在一些实施例中，炉体110的材质可以为不锈钢或石英。

保温筒120的至少一部分可以位于炉体110内。在一些实施例中，保温筒120的上端可以与炉盖111的上表面相平。在一些实施例中，保温筒120的上端可以高出炉盖111的上表面。在一些实施例中，保温筒120的形状也可以是圆柱体、立方体、多棱柱体(例如，三棱柱、五棱柱体、六棱柱体)等。在一些实施例中，保温筒120的材质可以包括石英(氧化硅)、刚玉(氧化铝)、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷等或其他耐高温材料(例如，稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等)。仅作为示例，保温筒120可以为石英管。关于保温筒120的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图2和3及其描述)，在此不再赘述。

在一些实施例中，保温筒120的上端可以设有上密封盖121。上密封盖121与保温筒120密封连接(例如，胶接或通过密封圈卡接)。上密封盖121上设有通孔，通过通孔可以实现保温筒120与真空装置和提拉装置160的连通。关于上密封盖121的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图10a和图10b及其描述)，在此不再赘述。

在一些实施例中，保温筒120的底端可以设有下密封盖122。下密封盖122可以与保温筒120密封连接(例如，胶接或通过密封圈卡接)。在一些实施例中，保温筒120的底端可以不设置下密封盖122。保温筒120的底端可以与底板112密封连接。关于下密封盖122的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图11a和图11b及其描述)，在此不再赘述。

在一些实施例中，晶体制备系统100还可以包括设置于上密封盖121上的观察件123。通过观察件123可以观察保温筒120内部的情况。

埚组件可以用于盛放晶体生长所需的原料。在一些实施例中，埚组件可以包括单个坩埚、双层坩埚或多层坩埚。关于埚组件的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图4和5及其描述)，在此不再赘述。

加热组件可以用于加热埚组件。在一些实施例中，加热组件可以包括感应加热组件、电阻加热组件等。在一些实施例中，加热组件可以环绕设置于埚组件外周。在一些实施例中，加热组件可以设置于保温筒120外周。关于加热组件的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图6-9及其描述)，在此不再赘述。

保温层可以设置于加热组件外侧、埚组件上部和/或埚组件底部，以起到保温作用。在一些实施例中，保温层可以包括块体保温材料、颗粒状保温材料、絮状保温材料、片层状保温材料等。在一些实施例中，保温层的材质可以包括金属、氧化铝、氧化锆、氧化硅、钢化铝、碳化物、氮化物、硅化物等耐高温材料。关于保温层的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图2和3及其描述)，在此不再赘述。

真空装置可以用于使保温筒120内部处于真空环境或低于标准大气压的气压环境。在一些实施例中，真空装置可以通过上密封盖121上的通孔和管道与保温筒120连接。在一些实施例中，真空装置可以包括真空组件(例如，真空泵)和气体储存组件(例如，气体储存瓶)，分别用于抽真空和通入气体(例如，惰性气体)。

提拉装置160可以上下运动和/或旋转以进行晶体生长。在一些实施例中，提拉装置160的一端可以穿过上密封盖121上的通孔在保温筒120内运动。在一些实施例中，提拉装置160的另一端可以与运动装置170传动连接。运动装置170可以带动提拉装置160上下运动和/或旋转。

在一些实施例中，提拉装置160外部可以套设有密封套管180。密封套管180的一端可以通过上密封盖121上的通孔与保温筒120连通。密封套管180的另一端可以与运动装置170密封连接(例如，焊接、胶接或螺栓连接)。在一些实施例中，密封套管180可以使提拉装置160处于密闭环境中。在一些实施例中，密封套管180内的气压环境与保温筒120内的气压环境可以相同或不同。

在一些实施例中，晶体制备系统100还可以包括温控装置(未示出)，用于控制晶体生长所需的温场。温场可以反映温场装置内部温度在时间和空间上的分布情况。在一些实施例中，温场可以至少由保温筒120所形成。仅作为示例，温场可以由保温筒120、加热组件、保温层和下密封盖122所形成。本说明书实施例中，除非有特别说明，温场、温度场和温度分布可以替换使用。

在一些实施例中，温控装置可以包括温度传感组件和控制组件。

在一些实施例中，温度传感组件可以包括至少一个温度传感单元，用于测量温场装置内部(例如，保温筒120内部)的温度信息，并将测得的温度信息发送给控制组件。在一些实施例中，温度传感单元可以包括但不限于红外测温传感器、微波传感器、热电偶传感器等。

在一些实施例中，控制组件可以基于温度信息，确定温场装置内的温度分布。温度分布可以体现温场装置内部的温度情况，例如，特定位置(例如，埚组件内部、埚组件侧壁)的温度值、多个位置的平均温度、多个位置的温度方差、整体全局温度分布(例如，温度分布曲线、温度分布图)等。

在一些实施例中，控制组件还可以根据温度分布和/或晶体生长信息(例如，当前时刻晶体的尺寸、重量等)调节保温层的高度和/或厚度，以维持温度场均匀稳定。在一些实施例中，控制组件还可以结合具体生长的晶体相关参数(例如，晶体类型、晶体尺寸、晶体性能)，调节保温层的高度和/或厚度，以适应不同晶体的生长需求。在一些实施例中，控制组件可以在晶体生长过程中实时调节保温层的高度和/或厚度，以实现在晶体生长过程中对温场的实时控制。在一些实施例中，控制组件可以以预设时间间隔调节保温层的高度和/或厚度。在一些实施例中，控制组件可以基于触发条件(例如，温度低于温度阈值、温度分布均匀度低于均匀度阈值、温度梯度不在预设温度梯度范围内)调节保温层的高度和/或厚度。

在一些实施例中，控制组件和/或其他处理设备可以基于历史晶体生长信息，训练机器学习模型。机器学习模型的输入可以是晶体相关参数(例如，晶体类型、晶体尺寸、晶体性能、晶体生长所处的阶段等)，输出可以是该晶体生长所需的温场信息(例如，具体温度值、温度梯度、温度分布、温度随时间的变化曲线等)。在一些实施例中，控制组件可以实时监测晶体相关参数，并基于训练好的机器学习模型，确定所需的温场信息。进一步地，控制组件可以基于温场信息，自动调节保温层的高度和/或厚度，实现晶体生长过程中实时的温场调节。

在一些实施例中，温控装置还可以包括运动组件，用于实现保温层的高度和/或厚度的调节。在一些实施例中，运动组件可以包括电驱动运动装置、磁驱动运动装置、热力驱动运动装置、机械臂、机械手等。

在一些实施例中，温控装置还可以包括显示组件，用于显示任意时刻温场装置内的温度分布。在一些实施例中，显示组件还可以用于显示任意时刻晶体生长所需的温度分布。在一些实施例中，显示组件还可以用于显示任意时刻温场装置内的温度分布和该时刻晶体生长所需的温度分布的对比信息(例如，温场装置内特定位置的温度与预设温度的差值)。

仅作为示例，当温度场的温度分布低于预设温度范围(例如，特定晶体生长所需的温度范围)时，控制组件可以控制运动组件运动以增加保温层的厚度和/或提高保温层的高度。作为又一示例，当温度场的温度分布高于预设温度范围时，控制组件可以控制运动组件运动以减少保温层的厚度和/或降低保温层的高度。作为又一示例，当温度场的上部温度低于预设温度范围时，控制组件可以控制运动组件运动以增加保温层的高度。作为又一示例，当温度场的上部温度高于预设温度范围时，控制组件可以控制运动组件运动以降低保温层的高度。作为又一示例，当温度场的径向温度分布不均匀时，控制组件可以控制运动组件运动以调整保温层的厚度和/或高度以使各个位置处的保温层尽可能均衡，从而使温场具有适于特定晶体生长所需的轴向温度梯度，且径向温度分布趋于均匀。

应当注意的是，上述有关晶体制备系统100的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对晶体制备系统100进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。例如，晶体制备系统100还可以包括控制系统，控制系统可以根据晶体生长工艺参数的要求控制运动装置170的运动参数(例如，运动方向和/或运动速度)，实现晶体生长的自动控制，进而可以减少因人工参与而导致晶体生长一致性不稳定的情况。又例如，保温层可以省略。又例如，下密封盖122可以省略，保温筒120可以直接与底板112密封连接。

图2是根据本说明书一些实施例所示的示例性温场装置的结构示意图。

如图2所示，温场装置可以包括保温筒120、埚组件130、电阻加热组件140和保温层150。在一些实施例中，埚组件130也可以是独立于温场装置的独立组件。

保温筒120可以用于至少部分容纳埚组件130、电阻加热组件140和保温层150。在一些实施例中，保温筒120可以包括主筒124和支撑筒125。支撑筒125可以位于主筒124下方。在一些实施例中，为了使保温筒120内具有适宜的晶体生长所需的温场，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值需满足预设条件。在一些实施例中，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值可以在1∶1-15∶1范围内。在一些实施例中，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值可以在2∶1-13∶1范围内。在一些实施例中，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值可以在3∶1-11∶1范围内。在一些实施例中，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值可以在4∶1-9∶1范围内。在一些实施例中，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值可以在5∶1-8∶1范围内。在一些实施例中，主筒124的高度与支撑筒125的高度的比值可以在6∶1-7∶1范围内。在一些实施例中，主筒124的高度与侧部保温层152的高度可以相等或不相等。

关于埚组件130的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图4和5及其描述)，在此不再赘述。

电阻加热组件140可以用于加热埚组件130。通过电阻方式加热，可以有效避免坩埚内外壁之间形成电势差而被打火击穿，还可以提高能量转换效率。在一些实施例中，电阻加热组件140可以通过直流电源或交流电源实现加热操作。仅作为示例，电阻加热组件140可以通过直流电源实现加热操作，可以使温场控制更稳定。

在一些实施例中，电阻加热组件140可以包括加热体141。在一些实施例中，加热体141可以环绕设置于埚组件130外周。在一些实施例中，加热体141的材质可以包括石墨、钨、钼、铱、铂、镍铬合金、硅碳棒等。

由于加热体141的高度与保温筒120的高度之比会影响温度梯度(进而影响晶体生长)，例如，加热体141的高度与保温筒120的高度之比太大，会导致埚组件130内的液面与温场上部之间的轴向温度梯度较小，不利于晶体生长；而加热体141的高度与保温筒120的高度之比太小，会导致埚组件130内的液面与温场上部之间的轴向温度梯度较大，从而导致生长的晶体开裂，影响晶体质量。因此，在一些实施例中，为了保持埚组件130和/或保温筒120内的合适的温度分布，加热体141的高度与温场的高度(可以理解为图中双向箭头所示的保温筒120的高度，即主筒124和支撑筒125的高度之和)之比需满足预设要求。

在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶10的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶8的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶6的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶5的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶4的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶3的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶2的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶1.8的范围内。在一些实施例中，加热体141的高度与保温筒120的高度之比可以在1∶1-1∶1.5的范围内。

在一些实施例中，加热体141可以包括多个加热单元。例如，可以通过对加热体141进行开槽处理得到多个加热单元(具体可见图6及其描述)。在一些实施例中，多个加热单元可以环绕设置于埚组件130外周。由于多个加热单元与埚组件130之间的距离会影响多个加热单元与埚组件130之间的热量传输，例如，如果距离太大，会导致加热单元产生的热量在传导至埚组件130的过程中热量损耗大；而如果距离太小，则会对埚组件130造成损坏。因此，多个加热单元与埚组件130之间的距离需满足预设条件。

在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在2mm-50mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在3mm-20mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在4mm-18mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在5mm-15mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在6mm-14mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在7mm-13mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在8mm-12mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离在9mm-11mm范围内。在一些实施例中，预设条件可以包括多个加热单元与埚组件130之间的距离为10mm。

在一些实施例中，多个加热单元可以形成均匀温度场，以提供晶体生长所需的均匀温度场，进一步保证生长的晶体质量。在一些实施例中，多个加热单元可以是由多个阻值相同的加热单元连接组成。在一些实施例中，多个加热单元可以是通过对加热体141进行开槽处理得到的。在一些实施例中，开槽处理的多个槽的尺寸可以相等或不等。关于对加热体141进行开槽处理的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图6及其描述)，在此不再赘述。

在一些实施例中，电阻加热组件140还可以包括连接部件。连接部件可以用于连通加热体141和电源，以形成电流回路。

在一些实施例中，连接部件可以包括电极杆142。在一些实施例中，电极杆142的至少一部分可以穿过下密封盖122和底板112上的通孔与电源连接。关于电极杆142的相关描述可以参见本说明其他部分(例如，图7及其描述)，在此不再赘述。

在一些实施例中，连接部件还可以包括电极板143。电极板143上可以设置安装孔以与电极杆142和加热体141连接。在一些实施例中，连接部件还可以包括至少一个紧固环144。加热体141可以通过至少一个紧固环144与电极板143紧固连接(例如，卡接)。关于电极板143和关于至少一个紧固环144的相关描述可以参见本说明其他部分(例如，图8和9及其描述)，在此不再赘述。

保温层150可以环绕设置于多个加热单元外侧、保温筒120顶部(或埚组件130上部)和/或埚组件130底部，以起到保温作用，防止晶体生长所需的温场受外界影响而发生扰动，导致生长的晶体质量降低。在一些实施例中，保温层150的材质可以包括金属、氧化铝、氧化锆、氧化硅、刚化铝、碳化物、氮化物、硅化物等耐高温材料。

在一些实施例中，如图2所示，保温层150可以包括顶部保温层151、侧部保温层152和底部保温层153。在一些实施例中，顶部保温层151可以位于多个加热单元和埚组件130的顶部(例如，保温筒120的内侧顶部)。在一些实施例中，侧部保温层152可以环绕设置于多个加热单元外侧。在一些实施例中，底部保温层153可以位于埚组件130的底部。

在一些实施例中，侧部保温层152可以包括高度相等或不相等的至少一层保温层。在一些实施例中，从靠近加热体141至相对远离加热体141的方向上，侧部保温层152的高度可以逐渐增大，以减少热量的散失，进一步使晶体生长所需的温场更稳定均匀。在一些实施例中，顶部保温层151可以包括长度相等或不相等的至少一层保温层。在一些实施例中，从靠近加热体141或埚组件130至相对远离加热体141或埚组件130的方向上，顶部保温层151的长度可以逐渐增大，以减少热量的散失，进一步使晶体生长所需的温场更稳定均匀。

在一些实施例中，温场装置还可以包括托盘131。在一些实施例中，托盘131可以用于支撑底部保温层153、埚组件130和/或侧部保温层152。在一些实施例中，托盘131上可以设有环形槽，用于安装固定侧部保温层152，使侧部保温层152固定不动，以保证晶体生长所需的温场的稳定性和均匀性。

在一些实施例中，环形槽的尺寸可以与侧部保温层152的尺寸相适配。在一些实施例中，环形槽的内径和外径可以分别与侧部保温层152的内径和外径相等或不相等。在一些实施例中，环形槽的内径可以小于与侧部保温层152的内径，环形槽的外径可以大于侧部保温层152的外径。在一些实施例中，环形槽的内径与侧部保温层152的内径的差值可以在预设范围内，环形槽的外径与侧部保温层152的外径的差值可以在预设范围内，从而使侧部保温层152卡接于环形槽内。在一些实施例中，预设范围可以包括1mm-10mm。在一些实施例中，预设范围可以包括2mm-9mm。在一些实施例中，预设范围可以包括3mm-8mm。在一些实施例中，预设范围可以包括4mm-7mm。在一些实施例中，预设范围可以包括5mm-6mm。

在一些实施例中，温场装置还可以包括埚托132、垫块133和底托134，用于支撑埚组件130。在一些实施例中，埚组件130可以放置于埚托132的上方。在一些实施例中，埚托132可以穿过底部保温层153，并贯穿垫块133，固定安装在底托134的支撑孔1222内。在一些实施例中，底托134可以设置在下密封盖122或底板112上。

在一些实施例中，为了使晶体生长所需的温场均匀稳定，需要控制温场装置和埚组件130的同心度和/或垂直度。

在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于50mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于30mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于20mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于18mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于15mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于12mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于10mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于8mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于5mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于4mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于3mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于2.5mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于2mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于1.5mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于1mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于0.5mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于0.2mm。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的同心度可以不大于0.1mm。

在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于15度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于10度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于8度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于6度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于4度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于3度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于2度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于1.5度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于1度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于0.5度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于0.3度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于0.2度。在一些实施例中，温场装置和埚组件130的垂直度可以不大于0.1度。

应当注意的是，上述有关温场装置的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对温场装置进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。例如，控制组件还可以根据温度分布调节多个加热单元的参数(例如，加热单元的电阻、通过加热单元的电流、加热功率、开槽的数量、开槽深度、开槽宽度)，以维持温度场均匀稳定。

图3是根据本说明书又一些实施例所示的示例性温场装置的结构示意图。

如图3所示，温场装置可以包括保温筒190(为方便描述，此处对保温筒另外编号，可以理解，保温筒190是保温筒120的一种实现方式)、埚组件130、电阻加热组件140和保温层150。在一些实施例中，埚组件130也可以是独立于温场装置的独立组件。

关于埚组件130的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图4和5及其描述)，在此不再赘述。关于电阻加热组件140的相关描述可以参见本说明书其他部分(例如，图2及其描述)，在此不再赘述。

保温筒190可以包括上保温筒191、中保温筒192和下保温筒193。结合图2中保温筒120的相关描述，下保温筒193可以理解为“支撑筒”。相应地，在一些实施例中，为了使保温筒190内具有适宜的晶体生长所需的温场，上保温筒191和中保温筒192的高度之和与下保温筒193的高度的比值需满足预设条件。关于预设条件的相关描述可见图2，在此不再赘述。

在一些实施例中，上保温筒191可以位于埚组件130的上方。在一些实施例中，上保温筒191可以包括上保温内筒1911和上保温外筒1912。在一些实施例中，上保温筒191顶部还可以设有上盖板194。上盖板194上可以设有通孔，用于实现保温筒190与真空装置和提拉装置160的连通。

在一些实施例中，中保温筒192可以用于容纳埚组件130、电阻加热组件140和保温层150。

在一些实施例中，下保温筒193可以与下密封盖122或底板112密封连接(例如，胶接或通过密封圈卡接)。

在一些实施例中，结合图2所述，温场装置还可以包括托盘131。在一些实施例中，托盘131可以用于支撑埚组件130、中保温筒192和保温层150。在一些实施例中，托盘131上可以设有环形槽，用于安装固定保温层150和中保温筒192，使保温层150和中保温筒192固定不动，以保证晶体生长所需的温场的稳定性和均匀性。关于托盘131的相关说明可以参见本说明书其他部分(例如，图2及其描述)，在此不再赘述。

在一些实施例中，温场装置还可以包括垫块133和底托134，用于支撑埚组件130。在一些实施例中，埚组件130可以放置于垫块133的上方。在一些实施例中，底托134可以设置在下密封盖122或底板112上。在一些实施例中，还可以通过垫块133和底托134调节埚组件130与温场装置的同心度。

在一些实施例中，垫块133可以包括在垂直方向上叠放的至少一层上垫块1331和下垫块1332。在一些实施例中，埚组件130可以放置于上垫块1331的上端。在一些实施例中，上垫块1331的下端可以设有下安装孔，下垫块1332的上端可以安装于该安装孔内。在一些实施例中，底托134上端可以设有安装孔，下垫块1332的下端可以安装于该安装孔内。

在一些实施例中，温场装置还可以包括埚盖板155和定位环156。埚盖板155上可以设有通孔，用于提拉装置160的提拉。在一些实施例中，埚盖板155可以放置于保温层150上方。在一些实施例中，上保温筒191可以通过埚盖板155设置在中保温筒192的上方。在一些实施例中，定位环156可以环绕设置于埚盖板155外周，用于稳定埚盖板155，以进一步稳定晶体生长所需的温场。

在一些实施例中，上保温筒191、中保温筒192、下保温筒193、上盖板194、埚盖板155、托盘131、垫块133或底托134的材质可以包括石英(氧化硅)、刚玉(氧化铝)、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷等，或其他耐高温材料比如稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等。

应当注意的是，上述有关温场装置的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本申请的指导下可以对温场装置进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本申请的范围之内。

图4是根据本说明书一些实施例所示的示例性埚组件的结构示意图；图5是根据本说明书一些实施例所示的示例性埚盖的俯视图。

如图4所示，埚组件130至少可以包括内层埚135和外层埚136。内层埚135可以位于外层埚136的内部，内层埚135与外层埚136可以紧密贴合。在一些实施例中，可以通过对外层埚136进行加热，利用热胀冷缩原理使内层埚135与外层埚136紧密贴合。

在一些实施例中，内层埚135与外层埚136之间可以设有间隙。为了保证内层埚135与外层埚136之间的导热性，以进一步保证晶体生长所需的温场稳定，需要控制间隙小于预设间隙值。

在一些实施例中，预设间隙值可以在0mm-100mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0mm-80mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0mm-50mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0mm-20mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.1mm-18mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.1mm-16mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.1mm-14mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.1mm-12mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.1mm-10mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.2mm-9mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.3mm-8mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.4mm-7mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.5mm-6mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.6mm-5mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.7mm-4mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.8mm-3mm。在一些实施例中，预设间隙值可以在0.9mm-2mm范围内。在一些实施例中，预设间隙值可以为1mm。

在一些实施例中，间隙内可以填充填充体，用于保证内层埚135与外层埚136之间的导热性，以稳定晶体生长所需的温场。在一些实施例中，填充体可以由耐高温材料制成。在一些实施例中，填充体的材质可以包括但不限于氧化硅、刚化铝、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷、稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物、硫化物等。在一些实施例中，填充体可以包括颗粒状填充体、块状填充体、絮状填充体、片层状填充体等。仅作为示例，填充体可以包括锆砂(锆的硅酸盐化合物)、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆毡、氧化锆砖、氧化铝砖或其它耐高温颗粒状材料。

在一些实施例中，为了保证内层埚135与外层埚136之间的导热性，以进一步保证晶体生长所需的温场稳定，填充体的体积与间隙的体积之比需要控制在预设范围内。在本说明书中，填充体的体积可以表示为填充体的堆积体积，间隙体积可以表示为内层埚135的外壁与外层埚136的内壁围成的环隙体积。

在一些实施例中，填充体的体积可与间隙体积之比可以在0.1∶1-1∶1范围内。在一些实施例中，填充体的体积可与间隙体积之比可以在0.2∶1-0.9∶1范围内。在一些实施例中，填充体的体积可与间隙体积之比可以在0.3∶1-0.8∶1范围内。在一些实施例中，填充体的体积可与间隙体积之比可以在0.4∶1-0.7∶1范围内。在一些实施例中，填充体的体积可与间隙体积之比可以在0.5∶1-0.6∶1范围内。

在一些实施例中，内层埚135的材质可以包括但不限于铱、铂、钨、钽、钼、石墨、石英或氧化铝中的至少一种。在一些实施例中，外层埚136的材质可以包括但不限于石墨、氧化铝、氧化锆、铱、铂、钨、钽或钼中的至少一种。在一些实施例中，内层埚135的材质可以是相对高成本的材质，以保证晶体生长原料的纯净度和晶体生长的稳定性，而外层埚136的材质可以是相对低成本的材质，以在满足晶体生长需求的同时尽可能降低成本。仅作为示例，内层埚135可以是铱坩埚，而外层埚136可以是石墨坩埚。

在一些实施例中，内层埚135的厚度可以小于外层埚136的厚度，以降低成本。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.1mm-5mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.1mm-2mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.2mm-1.8mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.3mm-1.6mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.4mm-1.4mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.5mm-1.2mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.6mm-1.1mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.7mm-1mm范围内。在一些实施例中，内层埚135的厚度可以在0.8mm-0.9mm范围内。

在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在1mm-50mm范围内。在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在1mm-20mm范围内。在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在1mm-10mm范围内。在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在2mm-9mm范围内。在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在3mm-8mm范围内。在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在4mm-7mm范围内。在一些实施例中，外层埚136的厚度可以在5mm-6mm范围内。

在一些实施例中，为了保证合适的晶体生长所需的温度梯度，埚组件130的直径(例如，内层埚135的内径)与埚组件130的高度(例如，外层埚136的高度)的比值可以在一定范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶0.2-1∶8范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶0.4-1∶7范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶0.5-1∶6范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶0.7-1∶5范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶0.9-1∶4范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶1.1-1∶3范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶1.3-1∶2.5范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶1.5-1∶2范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与埚组件130的高度的比值可以在1∶1.7-1∶1.8范围内。

在一些实施例中，为了保持稳定的温场环境，埚组件130的直径(例如，内层埚135的内径)与保温筒120的高度的比值可以在一定范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶1-1∶12范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶2-1∶11范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶3-1∶10范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶4-1∶9范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶4.5-1∶8.5范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶5-1∶8范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶5.5-1∶7.5范围内。在一些实施例中，埚组件130的直径与保温筒120的高度的比值可以在1∶6-1∶7范围内。

在一些实施例中，内层埚135可以由至少一个内层子埚套装组成。在一些实施例中，内层子埚的材质和尺寸可以相同，也可以不同。在一些实施例中，至少一个内层子埚可以紧密贴合。在一些实施例中，至少两个内层子埚之间可以留有内层子缝隙。在一些实施例中，内层子缝隙可以相同，也可以不同。

在一些实施例中，外层埚136可以由至少一个外层子埚套装组成。在一些实施例中，外层子埚的材质和尺寸可以相同，也可以不同。在一些实施例中，至少一个外层子埚可以紧密贴合。在一些实施例中，至少两个外层子埚之间可以留有外层子缝隙。在一些实施例中，外层子缝隙可以相同，也可以不同。

在一些实施例中，如图5所示，埚组件130还可以包括埚盖137。在一些实施例中，埚盖137上可以设有通孔1371，用于提拉组件在埚组件130上方运动。在一些实施例中，埚盖137上还可以环槽1372，用于卡接内层埚135上端。在一些实施例中，内层埚135的上表面可以高于外层埚136的上表面。在一些实施例中，内层埚135高出外层埚136的至少一部分卡接于环槽1372内，以防止内层埚135移动，以进一步稳定晶体生长所需的温场。

图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性加热体的结构示意图。

在一些实施例中，加热体141可以是中空柱体。加热体141可以环绕设置在埚组件130的外周。图6可以理解为中空柱体的剖面图。

在一些实施例中，为了保证加热体141的加热效果及加热体141与埚组件130之间的热传导效果，加热体141的内径与高度(如图中“c”所示)之比需满足一定要求。

在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶20范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶18范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶16范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶14范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶12范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶10范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶8范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶6范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶5范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶4范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶3范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶2范围内。在一些实施例中，加热体141的内径与高度之比可以在1∶1-1∶1.5范围内。

在一些实施例中，加热体141可以包括发热部1411，用于提供热量。在一些实施例中，为了保证加热体141和保温筒120可以形成晶体生长所需的温场，发热部1411的高度(如图中“a”所示)与温场的高度(即保温筒120的高度)比值需满足一定要求。在一些实施例中，发热部1411的高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶1-1∶20范围内。在一些实施例中，发热部1411高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶2-1∶18范围内。在一些实施例中，发热部1411高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶3-1∶16范围内。在一些实施例中，发热部1411高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶4-1∶14范围内。在一些实施例中，发热部1411高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶5-1∶12范围内。在一些实施例中，发热部1411高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶6-1∶10范围内。在一些实施例中，发热部1411高度与保温筒120的高度的比值可以在1∶7-1∶9范围内。

在一些实施例中，为了保证合适的晶体生长所需的温度梯度，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在一定范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1-1∶5范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.5-1∶4.5范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在1∶2-1∶4范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在1∶2.5-1∶3.5范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在1∶2.7-1∶3.3范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以在1∶2.9-1∶3.1范围内。在一些实施例中，埚组件130的高度与发热部1411的高度的比值可以为1∶3。

在一些实施例中，加热体141还可以包括电极部1412，用于连通发热部1411与电源。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412可以为一体结构。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412可以通过导体连通。

在一些实施例中，为了提供足够热量以保证晶体生长所需的温场，发热部1411的高度(如图中“a”所示)与电极部1412(如图中“b”所示)的高度比值需满足一定要求。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412的高度的比值可以在0.5∶1-10∶1范围内。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412的高度的比值可以在0.8∶1-9∶1范围内。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412的高度的比值可以在1∶1-8：1范围内。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412的高度的比值可以在2∶1-7∶1范围内。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412的高度的比值可以在3∶1-6∶1范围内。在一些实施例中，发热部1411与电极部1412的高度的比值可以在4∶1-5∶1范围内。

在一些实施例中，多个加热单元可以通过对加热体141的发热部1411进行开槽处理得到。在一些实施例中，开槽处理可以包括对发热部1411依次错位地进行上部开槽与下部开槽。如图6所示，经过开槽处理后得到的多个加热单元彼此相连通。

在一些实施例中，开槽处理的槽1413的尺寸可以相等，可以使得每个加热单元的阻值相等，产生相同的热量，从而实现温场装置内温度分布均匀。在一些实施例中，由于多个加热单元的阻值相等，可以仅通过调节保温层150的高度和/或厚度和/或多个加热单元的加热功率(或电流)即可实现对温场的调节控制，使得温场调节更简便高效。

在一些实施例中，为了使加热体141的电阻值与电源相匹配，加热体141的开槽数量需控制在一定范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括2-42个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括2-40个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括3-38个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括4-36个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括6-34个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括8-32个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括10-30个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括12-28个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括14-26个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括16-24个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括18-22个。在一些实施例中，加热体141的开槽数量可以包括19-20个。

在一些实施例中，经过开槽处理后得到的多个加热单元的数量可以表示为(n+1)个，其中，n表示开槽数量。在一些实施例中，单个加热单元的弧长l可以表示为：其中，α表示槽1413的圆心角度数，r表示加热体141的半径。在一些实施例中，加热体141的未开槽深度(如图中“d”所示)可以与单个加热单元的弧长l相等或不相等。

在一些实施例中，为了保证合适的晶体生长所需的温度梯度，加热体141的开槽深度(如图中“a-d”所示)与发热部1411的高度比值(即(a-d)：a)需满足一定要求。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.1-1∶8范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.2-1∶7范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.3-1∶6范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.4-1∶5范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.5-1∶4范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.6-1∶3范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.7-1∶2范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽深度与发热部1411的高度的比值可以在1∶1.8-1∶1.9范围内。

在一些实施例中，开槽宽度需要满足预设条件，以防止在高温下出现打火现象，导致温场突变，进一步影响晶体质量。在一些实施例中，开槽宽度可以在0.5mm-20mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在1mm-18mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在2mm-16mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在3mm-14mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在4mm-12mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在5mm-10mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在6mm-9mm范围内。在一些实施例中，开槽宽度可以在7mm-8mm范围内。

在一些实施例中，为了保证合适的晶体生长所需的温场，加热体141的开槽宽度(如图中“f”或“g”所示)与开槽深度比值(即[f∶(a-d)]或[g∶(a-d)])需满足一定要求。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶5-1∶350范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶10-1∶330范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶20-1∶310范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶30-1∶290范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶40-1∶270范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶50-1∶250范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶60-1∶230范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶70-1∶210范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶80-1∶190范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶90-1∶170范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶100-1∶150范围内。在一些实施例中，加热体141的开槽宽度与开槽深度的比值可以在1∶110-1∶130范围内。

图7a是根据本说明书一些实施例所示的示例性电极杆的结构示意图；图7b是图7a所示的示例性电极杆的a-a剖视图。

在一些实施例中，为了防止下密封盖122或底板112与保温筒120连接处的连接件(如，硅胶密封圈)的温度过高而受损，进而影响保温筒120的密闭性，电极杆142内可以设有冷却通路。冷却通路内可以通入冷却介质(例如，冷却气体、冷却水、冷却油)，以对电极杆142进行冷却，进一步可以降低下密封盖122或底板112的温度。

如图7a和7b所示，电极杆142内部可以是中空的。在一些实施例中，电极杆142内部可以设有中空管1421。在一些实施例中，中空管1421可以与电极杆142连接(例如，螺纹连接)。在一些实施例中，中空管1421的外壁与电极杆142的内壁可以形成冷却环隙1422。在一些实施例中，电极杆142的侧壁上可以设有进水口1423和出水口1424，用于连通中空管1421和冷却环隙1422。由于冷却环隙1422与电极杆142的内壁可以直接进行热量交换，因此，冷却介质先从进水口1423进入冷却环隙1422，再从冷却环隙1422进入中空管1421，再从出水口1424流出，可以带走更多的热能，提高冷却效率。

图8a是根据本说明书一些实施例所示的示例性电极板的部分结构示意图。图8b是图8a所示的示例性电极板的剖视图。

在一些实施例中，电极板143上可以设有电极杆安装孔1431。电极杆安装孔1431的尺寸可以与电极杆142的尺寸相适配。电极杆142可以通过电极杆安装孔1431与电极板143连接(例如，螺纹连接)。在一些实施例中，可以通过螺丝压紧电极板143，实现电极杆142与电极板143的连接。

在一些实施例中，电极板143上可以设有加热体安装孔1432。加热体安装孔1432的尺寸可以与加热体141的尺寸相适配。加热体141可以通过加热体安装孔1432与电极板143连接(例如，卡接、螺纹连接)。

在一些实施例中，电极板143上还可以设有垫块通孔1433，用于放置垫块133。

在一些实施例中，至少一个紧固环144的至少部分可以位于加热体安装孔1432内且部分环绕设置于加热体141外周，用于使加热体141与电极板143的连接更稳固，进一步保证加热体141的同心度，使晶体生长所需的温场更均匀稳定。

图9是一些实施例所示的示例性紧固环的结构示意图。如图8和图9所示，在从加热体安装孔1432的底部到电极板143上端面的方向上，至少一个紧固环144的外径可以逐渐增大，以进一步稳定固定加热体141。

在一些实施例中，至少一个紧固环144的上端可以设有卡接板1441。在一些实施例中，至少一个紧固环144卡接入加热体安装孔1432后，卡接板1441可以位于电极板143上部，实现卡接板1441的稳定固定。在一些实施例中，至少一个紧固环144的卡接板1441的弧长可以与加热体141弧长的一半相等或不相等。

图10a是根据本说明书一些实施例所示的示例性上密封盖的俯视图；图10b是图10a所示的示例性上密封盖的a-a剖视图。

如图10a和10b所示，上密封盖121可以设有第一通孔1211、第二通孔1212、第三通孔1213和上冷却通路1214。

在一些实施例中，可以通过第一通孔1211和管道实现保温筒120与真空装置的固连(例如，螺栓连接、焊接)和连通。

在一些实施例中，可以通过第二通孔1212实现保温筒120与密封套管180的固连(例如，螺栓连接、焊接)和连通。提拉装置160可以穿过第二通孔1212并伸入保温筒120内，以提拉生长晶体。

在一些实施例中，可以通过第三通孔1213实现观察件123的一端(例如，下端)与保温筒120的连通。在一些实施例中，观察件123的另一端(例如，上端)可以封闭，以维持保温筒120内的气压环境。

在一些实施例中，上冷却通路1214内可以通入冷却介质(例如，冷却气体、冷却水、冷却油)，以对上密封盖121进行冷却，防止上密封盖121与保温筒120连接处的连接件(如，硅胶密封圈)的温度过高而受损，进而影响保温筒120的密闭性。

在一些实施例中，为了使上密封盖121充分冷却，或为了提高上密封盖121的冷却效率，上密封盖121内可以包括至少两条上冷却通路1214。在一些实施例中，至少两条上冷却通路1214可以均匀或非均匀分布在上密封盖121内。如图10a所示，上密封盖121内可以包括两条上冷却通路，分别为第一冷却通路和第二冷却通路。在一些实施例中，第一冷却通路可以包括相连通的冷却支路m和冷却支路l。第二冷却通路可以包括相连通的冷却支路n和冷却支路p。在一些实施例中，冷却支路m与冷却支路n可以相交或平行。在一些实施例中，冷却支路l和冷却支路p可以相交或平行。如图10a所示，冷却支路l和冷却支路p可以部分相交。冷却介质可以从a口进入冷却支路m，再进入冷却支路l从c口流出。冷却介质还可以从b口进入冷却支路n，再进入冷却支路p从c口流出。

图11a是根据本说明书一些实施例所示的示例性下密封盖的仰视图。图11b是图11a所示的示例性下密封盖的b-b剖视图。

在一些实施例中，下密封盖122可以包括法兰。如图11a和11b所示，下密封盖122可以设有第四通孔1221、支撑孔1222和下冷却通路1223。

在一些实施例中，电极杆142的至少一部分可以穿过第四通孔1221与电源连通，形成电流回路。在一些实施例中，第四通孔1221的数量可以与电极杆142的数量相等。在一些实施例中，第四通孔1221的尺寸可以与电极杆142相适配。在一些实施例中，电极杆142可以通过第四通孔1221与下密封盖122连接(例如，螺纹连接)。在一些实施例中，第四通孔1221的至少一个端面上可以设有倒角1224。在一些实施例中，可以通过倒角1224、密封圈和密封垫片实现电极杆142与下密封盖122的密封。在一些实施例中，可以通过倒角1224、密封圈和密封垫片实现电极杆142与底板112的密封。在一些实施例中，可以通过密封圈和/或密封套实现电极杆142与炉体110(或底板112)或其他部件(例如，保温筒120、保温筒190、保温层150)的绝缘，防止电极杆142与炉体110或其他部件连通而漏电，进而无法对加热体141进行加热。在一些实施例中，可以将密封圈和密封垫片套设在电极杆142上，使密封圈与倒角1224的斜面贴合，再用密封垫片进行压紧，实现电极杆142与下密封盖122的密封连接。在一些实施例中，密封圈、密封套和密封垫片的材质可以为绝缘材料(例如，橡胶、塑料)，以防止漏电，保证安全。

由于倒角的角度会影响密封效果，例如，角度太大会导致密封垫片无法对密封圈进行压紧，而角度太小则会导致密封圈与倒角1224的斜面的贴合面积太小，而无法起到较好的密封效果。因此，在一些实施例中，需要将倒角1224的角度控制在一定范围内。在本说明书中，倒角1224的角度可以指倒角1224的斜面与下密封盖122的上端面或下端面的夹角。

在一些实施例中，倒角1224的角度可以在30°-60°的范围内。在一些实施例中，倒角1224的角度可以在35°-55°的范围内。在一些实施例中，倒角1224的角度可以在40°-50°的范围内。在一些实施例中，倒角1224的角度可以在42°-48°的范围内。在一些实施例中，倒角1224的角度可以为45°。

在一些实施例中，下密封盖122还可以包括支撑杆。在一些实施例中，支撑杆可以部分伸入支撑孔1222内。在一些实施例中，支撑杆的顶端可以与支撑孔1222接触以调整下密封盖122的水平度，以进一步调整温场装置的水平度，使晶体生长所需的温场更均匀稳定。

在一些实施例中，支撑孔1222可以均匀或非均匀排布在下密封盖122的下底面上。在一些实施例中，支撑孔1222可以是盲孔。在一些实施例中，支撑孔1222的尺寸可以与支撑杆相适配。

在一些实施例中，下冷却通路1223内可以通入冷却介质(例如，冷却气体、冷却水、冷却油)，以对下冷却通路1223进行冷却，防止下冷却通路1223与保温筒120连接处的连接件(如，硅胶密封圈)的温度过高而受损，进而影响保温筒120的密闭性。在一些实施例中，下冷却通路1223的设置可以与上冷却通路1214相同或不同。关于下冷却通路1223的相关描述可以参见本说明书图10a和图10b及其相关说描述仅作为示例，图11a中的d和e可以表示冷却介质进入口，f可以表示冷却介质出口。

下面以图2所示的温场装置对晶体制备系统的安装过程做进一步阐述。

s1、固定下密封盖122，并调整下密封盖122的水平度。水平度可以指部件放置平稳后，单位长度部件的两端的高度差。水平度要求不大于10mm/m。

s2、安装电极杆142。在电极杆142上依次套上1个绝缘垫片、1个密封圈和1个绝缘套圈，并将电极杆142由下密封盖122的第四通孔1221穿过。在穿过下密封盖122的电极杆142的另一端依次套上1个密封圈和1个绝缘垫片，再拧上螺母压紧。

s3、通过电极板143的电极杆安装孔1431，将两块电极板143安装在电极杆142上，两块电极板143的水平度要求不大于10mm/m。调整两块电极板143之间用于放置加热体141的圆孔或垫块通孔1433的同心度，然后固定电极板143。

s4、安装底托134和垫块133，安装底部保温层153和埚托132。并调整底托134、垫块133、底部保温层153和埚托132的同心度不大于10mm。

s5、将加热体141安装在电极板143的加热体安装孔1432，调整加热体141的同心度。将紧固环144安装在加热体安装孔1432内加热体141的外侧，以压紧加热体141。

s6、安装侧部保温层152，并调整侧部保温层152的同心度。

s7、安装埚组件130。将埚组件130放在埚托132上，并调整埚组件130与加热体141的同心度。

s8、安装顶部保温层151。

s10、安装保温筒120。

s11、按工艺要求装料，安装上密封盖121、观察件123、真空装置、提拉装置160和密封套管180。安装炉体110，调节同心度并固定。

s12、启动真空装置抽真空，准备生长晶体。

上述实施例中，所有部件(例如，加热体141、埚组件130、埚托132、保温筒120、保温层150等)的同心度均不大于20mm，垂直度不大于10°。

需要说明的是，以上实施例仅作为示例，其中涉及的工艺参数在不同实施例中可以不同，上述步骤的先后也并非唯一，在不同实施例中也可以调整步骤间的顺序，甚至省略某一或多个步骤。不应上述示例理解为对本申请保护范围的限制。

本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)埚组件至少包括内层埚和外层埚，内层埚的材质可以包括铱、铂、钨、钽、钼或石英中的至少一种，外层埚的材质可以包括石墨、氧化铝或氧化锆中的至少一种，且内层埚的厚度可以小于外层埚。此外，控制内层埚与外层埚之间的间隙体积并在其中填充填充体。可以在保证晶体生长质量的同时，降低晶体生长的成本；(2)采用电阻加热组件提供晶体生长所需的温场，不仅可以避免埚组件被打火击穿，起到保护埚组件的作用，而且还可以提高能量转换效率，形成均匀稳定的温场；(3)通过对加热体进行开槽处理可以得到阻值相等的多个加热单元，多个加热单元不仅可以形成晶体生长所需的均匀稳定温场，还可以使温场的调节控制更简单，更有利于维持温场的温度。(4)通过温控装置调节保温层的高度和/或厚度，可以实现生长晶体所需温场的精确及动态调节，提高晶体生长质量。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。