专利名称：模块化设计多用途晶体生长系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及涉及晶体生长，特别是一种全新的模块化多用途晶体生长系统。
背景技术：
随着光通讯、激光工业和LED产业的发展、需要的各种光功能晶体材料的质量和尺寸越来越大。生长大尺寸高质量的光功能晶体尤其是高温氧化物晶体存在着技术难题，不同晶体材料需要不同的工艺和不同的设备，其中比较突出的是如何控制好温度梯度和工艺设备的特殊性的问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种解决大尺寸高温氧化物晶体的研发和生长困难问题，通过强大的可调节设计来调节温场，方便的得到不同晶体生长所需要的高温和温度分布，从而提高了研发和生产的效率，使晶体尺寸和质量得到提高，提高设备的利用率的模块化多用途晶体生长系统。 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现 —种模块化多用途晶体生长系统，其特征在于包括提拉机构，生长机构、下拉机构和真空装置，提拉机构安装在生长机构的上端，在生长机构的一侧和真空装置相连通，底端通过下水冷杆和下拉机构相连，在生长机构中通过和提拉机构、下拉机构的连接实现提拉法、温度梯度法(TGT)、热交换法(HEM)、熔盐法、泡生法(Kyropoulos)和坩埚下降法生产晶体，并可以实现顶部籽晶温度梯度法(TSTGT)生产晶体。 所述的生长机构由上挂式保温罩、坩埚、坩埚托、法兰座以及外部的炉膛和炉盖构成，法兰座设置在上挂式保温罩的两侧，在法兰座上安装金属发热体，下部安装环状保温层，在上挂式保温罩外还包覆有陶瓷绝缘体。 所述坩埚托的底端设置坩埚托杆用于支撑坩埚，坩埚托杆伸入在下保温层内，和下拉机构相连，在所述坩埚的上端开口处放置坩埚盖，所述坩埚盖的内表面制有不同台阶面，具有可调梯度。 在所述炉盖的上端还设置有小炉盖，内部设置机械提升机构，用于可调梯度。
在本发明中提拉机构用于晶体的提拉、旋转、称重和籽晶位置调节；炉膛和炉盖用于实现炉膛冷却和调节梯度；下拉机构用于调节坩埚位置和热交换；法兰座和金属发热体用于加热和调节梯度；环状保温层和保温罩为带孔的多层片状或桶状保温材料，实现的是保温和调节梯度；坩埚和坩埚盖用于原料放置和调节梯度；坩埚托和坩埚托杆用于实现的是支撑坩埚和热交换。 本发明的进一步方案是通过调节梯度和去掉下拉机构，可以模拟出TSTGT、顶部籽晶熔盐法和泡生法。 通过调节梯度，可以模拟出CZ法、TSTGT、顶部籽晶熔盐法和泡生法。
通过调节梯度和去掉提拉机构，可以模拟出坩埚下降、TGT和HEM。
本发明的有益效果是通过调节梯度来调节温场，可以方便的得到不同晶体生长所需要的高温和温度分布，从而提高了研发和生产的效率，使晶体尺寸和质量得到提高，提高设备的利用率。
图1为本发明模块化多用途晶体生长系统的结构示意图。
图2为TSTGT、顶部籽晶熔盐法和泡生法生长结构示意图。
图3为CZ法、TSTGT、顶部籽晶熔盐法和泡生法生长结构示意图。
图4为坩埚下降、TGT和HEM生长结构示意图。
具体实施例方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 如图1所示，一种模块化多用途晶体生长系统，包括提拉机构l，生长机构2、下拉机构3和真空装置4，提拉机构1安装在生长机构2的上端，在生长机构2的一侧和真空装置4相连通，底端通过下水冷杆31和下拉机构3相连，在生长机构2中和提拉机构1、下拉机构3的连接实现提拉法、温度梯度法(TGT)、热交换法(HEM)、熔盐法、泡生法(Kyropoulos)和坩埚下降法生产晶体，并可以实现顶部籽晶温度梯度法(TSTGT)生产晶体。其中生长机构2由上挂式保温罩21、坩埚22、坩埚托23、法兰座24以及外部的炉膛25和炉盖26构成，法兰座24安装在上挂式保温罩21的两侧，在法兰座24上安装金属发热体27，下部安装环状保温层28，在上挂式保温罩21外还包覆有陶瓷绝缘体。其中坩埚托23的底端连接坩埚托杆29用于支撑坩埚22，坩埚托杆29伸入在下保温层28'内，和下拉机构3相连，在坩埚22的上端开口处放置坩埚盖22'，坩埚盖22'的内表面制有不同台阶面，具有可调梯度。在炉盖26的上端还安装小炉盖26'，内部设置机械提升机构，用于可调梯度。
如图2所示，去掉下拉机构3，通过调节梯度，可以模拟出TSTGT、顶部籽晶熔盐法和泡生法。 一种模块化多用途晶体生长系统，包括提拉机构1，生长机构2、真空装置4，提拉机构1安装在生长机构2的上端，在生长机构2的一侧和真空装置4相连通，在生长机构2中和提拉机构1连接，其中生长机构2由上挂式保温罩21、坩埚22、坩埚托23、法兰座24以及外部的炉膛25和炉盖26构成，法兰座24安装在上挂式保温罩21的两侧，在法兰座24上安装金属发热体27，下部安装环状保温层28，在上挂式保温罩21外还包覆有陶瓷绝缘体。其中坩埚托23的底端连接坩埚托杆29用于支撑坩埚22，坩埚托杆29伸入在下保温层28'内，在坩埚22的上端开口处放置坩埚盖22'，坩埚盖22'的内表面制有不同台阶面，具有可调梯度。在炉盖26的上端还安装小炉盖26'，内部设置机械提升机构，用于可调梯度。
如图3所示，通过调节梯度，可以模拟出CZ法、TSTGT、顶部籽晶熔盐法和泡生法。一种模块化多用途晶体生长系统，包括提拉机构1 ，生长机构2、下拉机构3和真空装置4，提拉机构1安装在生长机构2的上端，在生长机构2的一侧和真空装置4相连通，底端通过下水冷杆31和下拉机构3相连，在生长机构2中和提拉机构1、下拉机构3的连接。其中生长机构2由上挂式保温罩21、坩埚22、坩埚托23、法兰座24以及外部的炉膛25和炉盖26构成，法兰座24安装在上挂式保温罩21的两侧，在法兰座24上安装金属发热体27，下部安装环状保温层28，在上挂式保温罩21外还包覆有陶瓷绝缘体。其中坩埚托23的底端连接坩 埚托杆29用于支撑坩埚22，坩埚托杆29伸入在下保温层28'内，和下拉机构3相连，在坩 埚22的上端开口处放置坩埚盖22'，坩埚盖22'的内表面制有不同台阶面，具有可调梯度。 在炉盖26的上端还安装小炉盖26'，内部设置机械提升机构，用于可调梯度。
如图4所示，去掉提拉机构1，通过调节梯度，可以模拟出坩埚下降、TGT和HEM。 一 种模块化多用途晶体生长系统，包括生长机构2、下拉机构3和真空装置4，在生长机构2的 一侧和真空装置4相连通，底端通过下水冷杆31和下拉机构3相连，在生长机构2中和下 拉机构3的连接。其中生长机构2由上挂式保温罩21、坩埚22、坩埚托23、法兰座24以及 外部的炉膛25和炉盖26构成，法兰座24安装在上挂式保温罩21的两侧，在法兰座24上 安装金属发热体27，下部安装环状保温层28，在上挂式保温罩21外还包覆有陶瓷绝缘体。 其中坩埚托23的底端连接坩埚托杆29用于支撑坩埚22，坩埚托杆29伸入在下保温层28' 内，和下拉机构3相连，在坩埚22的上端开口处放置坩埚盖22'，坩埚盖22'的内表面制有 不同台阶面，具有可调梯度。在炉盖26的上端还安装小炉盖26'，内部设置机械提升机构， 用于可调梯度。 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
权利要求
一种模块化多用途晶体生长系统，其特征在于包括提拉机构，生长机构、下拉机构和真空装置，提拉机构安装在生长机构的上端，在生长机构的一侧和真空装置相连通，底端通过下水冷杆和下拉机构相连，在生长机构中通过和提拉机构、下拉机构的连接实现提拉法、温度梯度法、热交换法、熔盐法、泡生法和坩埚下降法生产晶体，并可以实现顶部籽晶温度梯度法生产晶体。
2. 根据权利要求1所述模块化多用途晶体生长系统，其特征在于所述的生长机构由上挂式保温罩、坩埚、坩埚托、法兰座以及外部的炉膛和炉盖构成，法兰座设置在上挂式保温罩的两侧，在法兰座上安装金属发热体，下部安装环状保温层，在上挂式保温罩外还包覆有陶瓷绝缘体。
3. 根据权利要求1所述模块化多用途晶体生长系统，其特征在于所述坩埚托的底端设置坩埚托杆用于支撑坩埚，坩埚托杆伸入在下保温层内，和下拉机构相连，在所述坩埚的上端开口处放置坩埚盖，所述坩埚盖的内表面制有不同台阶面，具有可调梯度。
4. 根据权利要求1所述模块化多用途晶体生长系统，其特征在于所述炉盖的上端还设置有小炉盖，内部设置机械提升机构，用于可调梯度。
全文摘要
一种模块化多用途晶体生长系统，涉及晶体生长，其特征在于包括提拉机构，生长机构、下拉机构和真空装置，提拉机构安装在生长机构的上端，在生长机构的一侧和真空装置相连通，底端通过下水冷杆和下拉机构相连，在生长机构中通过和提拉机构、下拉机构的连接实现提拉法、温度梯度法(TGT)、热交换法(HEM)、熔盐法、泡生法(Kyropoulos)和坩埚下降法生产晶体，并可以实现顶部籽晶温度梯度法(TSTGT)生产晶体。有益效果是通过调节梯度来调节温场，可以方便的得到不同晶体生长所需要的高温和温度分布，从而提高了研发和生产的效率，使晶体尺寸和质量得到提高，提高设备的利用率。
文档编号C30B35/00GK101760781SQ20091019635
公开日2010年6月30日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者黄小卫 申请人:上海元亮光电科技有限公司