晶表面由热冲击造成的位错。相比于普遍使用的固定缩颈套路，本发明可以根据下晶过程中的质量变化情况，选择合适的缩颈方式。缩颈操作可以归类为缓慢的籽晶熔化过程，通过在提拉籽晶的同时升温或恒温使籽晶和熔体的接触面减小。具体的，当籽晶质量增加速率为0.5?-2g/h，选择恒温缩颈。当籽晶质量增加速率超过0.5g/h，选择升温缩颈。具体升温速率与质量变化速率存在函数关系。
[0059]基于以上的晶体生长方法，本发明提供了一种晶体生长设备。请参与图4和图5，其分别是所述晶体生长设备的结构示意图和俯视图。所述晶体生长设备包括炉壳10、保温装置20、坩祸、籽晶杆30、加热装置40、上重量传感器50和/或下重量传感器60、控制装置70和对流控制装置80。所述炉壳10为中空壳体。所述保温装置20设置于炉壳10内。所述坩祸设置于保温装置20内。所述加热装置40设置于保温装置20内并对所述坩祸加热。所述籽晶杆30用于提拉和旋转晶体，其穿过保温装置20的上方，在保温装置20内上下运动，并且其下端可接触坩祸内的晶体材料。所述上重量传感器50设置于籽晶杆30上和/或所述下重量传感器60设置于坩祸底部。在本实施例中，所述籽晶杆30设置于保温装置20的轴线上。所述对流控制装置80设置于保温装置20的上方。所述保温装置20包括炉体和设置于炉体内部的保温罩。所述炉体和保温罩之间形成一空腔。
[0060]所述对流控制装置80包括对流控制器81、风机82、输气通道83、调压器84、气体过滤单元和半导体制冷片。所述对流控制器81设置于炉壳10内部的保温罩的上方。所述对流控制器81的底面与所述保温罩的顶部平面贴合，并且对流控制器81与保温罩二者的轴相互重合。所述风机82设置于炉壳10内，并通过输气通道83与对流控制器81连接。所述调压器84设置于炉壳10外部。所述调压器84与所述风机82通过设置于炉壳10上的真空航空插头11实现电连接，通过控制调压器84的输入电压控制风机82出风的强弱。所述气体过滤单元设置于风机82的进风口，进而净化通过风机82的气体。所述半导体制冷片设置于风机82的进气口，可以增强对流控制器81的冷却效果。在本实施例中，所述籽晶杆30穿过对流控制器81和保温装置20的上方。
[0061]请同时参阅图6和图7，其分别是所述对流控制器的主视剖面图和俯视图。所述对流控制器81中心为镂空结构，其设置有两个进气口，分别为第一进气口 812和第二进气口814。所述第一进气口 812和第二进气口 814以对流控制器81的轴线中心对称。所述对流控制器81采用耐火材料制成。在本实施例中，所述对流控制器81为氧化锆材料制成。
[0062]所述风机82通过所述输气通道83分别与对流控制器81的第一进气口812和第二进气口 814连接。所述输气通道83为柔性耐火材料。在本实施例中，所述输气通道83为硅胶管。
[0063]所述控制装置70分别与所述籽晶杆30、加热装置40、上重量传感器50和/或下重量传感器60电连接。所述上重量传感器50监测籽晶的质量，为上称重系统。所述下重量传感器60监测坩祸内晶体的质量，为下称重系统控制装置。所述控制装置70获得加热装置40的实时温度，并绘制温度随时间变化的温度曲线，选取曲线中斜率最大的点对应的温度为下晶温度;所述控制装置70监测籽晶质量增减速度，并根据籽晶的增减速度控制加热装置40对坩祸的加热以及籽晶杆30的上移、下移或旋转。所述籽晶杆30上联动设置有光栅尺。
[0064]所述控制装置70包括温控模块71、温度曲线绘制模块72、下晶温度选取模块73、功率监测模块74、监控模块75、提拉旋转控制模块76。请参阅图8，其是本发明的控制装置70各个模块的连接示意图。所述温控模块71分别与下晶温度选取模块73、功率监测模块74、提拉旋转控制模块76电连接。所述温度曲线绘制模块72与下晶温度选取模块73电连接。所述监控模块75与提拉旋转控制模块76电连接。所述温控模块71、温度曲线绘制模块72、功率监测模块74分别与加热装置40电连接。所述提拉旋转控制模块76与籽晶杆30电连接。所述监控模块75分别与上重量传感器50和/或下重量传感器60电连接。在捕获下晶温度时，所述温控模块71获得加热装置40实时的温度并根据该当前温度控制该加热装置40以一定的升温速率恒速升温至目标温度。所述温度曲线绘制模块72根据温控模块71获取的实时温度绘制加热装置40温度随时间变化曲线。所述下晶温度选取模块73根据温度曲线绘制模块72获取的实时温度绘制加热装置40温度随时间变化曲线选取变化曲线中斜率最大点对应的温度为下晶温度。所述功率监测模块74根据坩祸温度实时监测加热装置40加热功率P，以便更好的控制坩祸以一定的升温速率恒速升温至目标温度。当捕获下晶温度后，下晶温度选取模块73将选取的下晶温度传送至温控模块71，温控模块71控制加热装置40温度到达下晶温度，开始下晶操作。下晶操作过程中，所述温控模块71实时测量坩祸温度并根据坩祸测量的温度控制加热装置40。所述监控模块75监控籽晶杆30上籽晶重量和/或坩祸内晶体重量。所述提拉旋转控制模块76根据温控模块71获得的坩祸温度、以及监控模块75获得的籽晶杆30上籽晶重量和/或坩祸内晶体重量，调节籽晶杆30提拉或旋转的速度。
[0065]下面结合本实施例对本发明所述的设备作进一步描述:
[0066]根据文献记载或工艺经验确定晶体材料的熔点。将目标温度设置为高于熔点20°C或根据工艺选定合适的目标温度。温控模块71控制加热装置40升温至目标温度。
[0067]随后根据晶体材料的性质选择合适的升温速率，以满足使固液相变所对应的温度曲线最大化，并且不能因为“过冲”现象影响捕获下晶温度的处理结果的原则。选定合适的升温速率后，温控模块71控制加热装置40以选定的升温速率，使晶体材料所处坩祸恒速升温。当实时温度达到晶体材料的熔点时，晶体材料开始熔化。
[0068]当坩祸的实时温度T达到设定的目标温度时，温控模块71控制加热装置40停止升温，并且恒定于目标温度一段时间，使晶体材料的熔体组分混合均匀。
[0069]所述温度曲线绘制模块72根据温控模块71获取的实时温度绘制加热装置40温度随时间变化曲线，所述下晶温度选取模块73根据温度随时间变化曲线选取变化曲线中斜率最大点对应的温度为下晶温度。
[0070]随后，下晶温度选取模块73将选取的下晶温度传送至温控模块71，温控模块71控制加热装置40温度到达下晶温度，开始下晶操作。
[0071]提拉旋转控制模块76控制籽晶下移。根据不同晶体材料的性质，选择适当的籽晶下移速度，避免下晶过程过长或者对籽晶造成损伤。
[0072]通过上称重系统监测质量是否发生变化，当质量发生变化时，说明籽晶进入液面。此时提拉旋转控制模块76控制籽晶持续下移0.5-lmm的下晶深度，然后停止下移。
[0073]监控模块75监测质量变化，当籽晶质量增加或减小速度范围超过阈值V时，判断下晶温度偏低或偏高，温控模块71控制加热装置40提高或降低下晶温度，然后提拉旋转控制模块76控制籽晶上移，重新开始下晶操