本申請公開了一種晶體生長方法、設(shè)備及晶體，涉及晶體生長技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有技術(shù)中提拉法生長晶體過程中溫度梯度變化導(dǎo)致晶體內(nèi)部出現(xiàn)包裹物、云層、氣泡等宏觀缺陷的問題。該晶體生長方法包括：在使用提拉法生長晶體的過程中，控制感應(yīng)線圈相對坩堝向下移動，并控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照不同的速度移動。本申請的方案能夠平穩(wěn)地調(diào)整坩堝與感應(yīng)線圈的相對位置，以調(diào)整坩堝內(nèi)熔體液面上方的溫度變化，使得晶體生長界面的溫度梯度與初始狀態(tài)可以保持一致，為晶體生長提供持續(xù)穩(wěn)定的溫場環(huán)境，避免在晶體生長過程中產(chǎn)生缺陷，極大地提高了毛坯的良品率和材料利用率，從而降低了相關(guān)產(chǎn)品的成本。從而降低了相關(guān)產(chǎn)品的成本。從而降低了相關(guān)產(chǎn)品的成本。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種晶體生長方法、設(shè)備及晶體
[0001]本專利技術(shù)涉及晶體生長
，特別涉及一種晶體生長方法、設(shè)備及晶體。
技術(shù)介紹
[0002]提拉法生長晶體是一種傳統(tǒng)的熔體生長方法，常用來生長熔點(diǎn)較高但不易揮發(fā)的晶體材料。它的主要過程包含如下步驟：1、熔料，利用中頻電流線圈感應(yīng)發(fā)熱的渦流效應(yīng)使得金屬坩堝升溫，從而將坩堝內(nèi)的原料熔化為熔體；2、引晶，將定向好的籽晶插入熔體中，引導(dǎo)熔體結(jié)晶的方向性；3、放肩，通過加熱功率控制或熔體溫度控制，加快晶體結(jié)晶速度，使得晶體直徑逐步放大；4、等徑，控制晶體生長的速率使得晶體毛坯為均勻的圓柱體；5、收尾，待等徑部分生長完成后，減小晶體生長速率，使得毛坯直徑縮小，直到脫離熔體，降溫后取出晶體毛坯。
[0003]晶體生長的過程中，要求有較穩(wěn)定的溫場條件，如果有較大的變化會導(dǎo)致晶體內(nèi)部出現(xiàn)包裹物、云層、氣泡等宏觀缺陷。但隨著坩堝內(nèi)的熔體不斷地轉(zhuǎn)化為晶體毛坯，熔體的液面高度會逐步下降，晶體生長的結(jié)晶界面及溫度梯度自然會出現(xiàn)逐步的變化。目前常見的現(xiàn)象是晶體毛坯收尾段的質(zhì)量明顯要差于放肩段，更容易出現(xiàn)上述的宏觀缺陷。
[0004]針對此問題，現(xiàn)有技術(shù)中存在一些采用坩堝微動上升的方案，雖然也有緩解內(nèi)部缺陷的意圖，但由于坩堝內(nèi)直接盛裝了液態(tài)的熔體，在運(yùn)動過程中不可避免的震動會直接影響晶體生長的界面，這樣反而使得晶體毛坯質(zhì)量更差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0005]本申請實(shí)施例提供了一種晶體生長方法、設(shè)備及晶體，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中提拉法生長晶體過程中溫度梯度變化導(dǎo)致晶體內(nèi)部出現(xiàn)包裹物、云層、氣泡等宏觀缺陷的問題。
[0006]第一方面，提供了一種晶體生長方法，包括：
[0007]在使用提拉法生長晶體的過程中，控制感應(yīng)線圈相對坩堝向下移動，并控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照不同的速度移動。
[0008]可選的，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照不同的速度移動的步驟包括：
[0009]控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照速度逐漸增加的趨勢移動。
[0010]可選的，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照速度逐漸增加的趨勢移動的步驟包括：
[0011]控制所述感應(yīng)線圈按照預(yù)設(shè)加速度進(jìn)行勻加速運(yùn)動。
[0012]可選的，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照速度逐漸增加的趨勢移動的步驟包括：
[0013]當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到預(yù)設(shè)條件時，控制所述感應(yīng)線圈的速度增加。
[0014]可選的，當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到預(yù)設(shè)條件時，控制所述感應(yīng)線圈的速度增加的步驟包括：
[0015]當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間每增加預(yù)設(shè)閾值時，控制所述感應(yīng)線圈的速度增加預(yù)設(shè)增量；或者
[0016]當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到目標(biāo)區(qū)間時，控制所述感應(yīng)線圈按照所述目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的速度進(jìn)行移動，其中，預(yù)先將所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或時間劃分為多個目標(biāo)區(qū)間，每個目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)不同的速度，且排列靠后的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的速度大于排列靠前的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的速度；或者
[0017]當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到目標(biāo)區(qū)間時，控制所述感應(yīng)線圈按照所述目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的加速度進(jìn)行勻加速運(yùn)動，其中預(yù)先將所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或時間劃分為多個目標(biāo)區(qū)間，每個目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)不同的加速度，且排列靠后的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的加速度大于排列靠前的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的加速度。
[0018]可選的，在使用提拉法生長晶體的過程中，控制感應(yīng)線圈相對坩堝向下移動的步驟包括：
[0019]當(dāng)使用提拉法生長的晶體進(jìn)入等徑階段后，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動；
[0020]當(dāng)所述晶體生長達(dá)到設(shè)定長度后，停止所述感應(yīng)線圈的移動。
[0021]可選的，所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的速度大于或等于0.001mm/h且小于或等于0.1mm/h。
[0022]第二方面，提供了一種晶體生長設(shè)備，包括：
[0023]生長爐，所述生長爐內(nèi)具有生長爐腔；
[0024]坩堝，設(shè)置于所述生長爐腔內(nèi)，所述坩堝內(nèi)可盛放晶體原料；
[0025]感應(yīng)線圈，設(shè)置于所述生長爐腔內(nèi)，且圍繞在所述坩堝外部；
[0026]感應(yīng)線圈驅(qū)動機(jī)構(gòu)，與所述感應(yīng)線圈連接，可在晶體生長的過程中，驅(qū)動所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝按照不同的速度向下移動。
[0027]可選的，所述感應(yīng)線圈驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括：支架、微動平臺和運(yùn)動機(jī)構(gòu)；
[0028]所述支架設(shè)置于所述感應(yīng)線圈下方，一端與所述感應(yīng)線圈連接，另一端穿過所述生長爐底部與所述微動平臺連接；其中，所述生長爐底部設(shè)置有供所述支架穿過的開口；
[0029]所述微動平臺設(shè)置于所述生長爐下方，一側(cè)與所述支架連接，另一側(cè)與所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)連接；
[0030]所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述微動平臺下方，可帶動所述微動平臺移動，所述微動平臺移動時，可帶動所述支架及與所述支架連接的所述感應(yīng)線圈移動。
[0031]可選的，所述運(yùn)動機(jī)構(gòu)與所述微動平臺之間通過傳動機(jī)構(gòu)連接。
[0032]可選的，所述晶體生長設(shè)備還包括：
[0033]保溫爐膛，設(shè)置于所述生長爐腔內(nèi)，所述坩堝設(shè)置于所述保溫爐膛內(nèi)，且所述感應(yīng)線圈圍繞在所述保溫爐膛外部。
[0034]第三方面，提供了一種使用如上所述的晶體生長方法生長的晶體。
[0035]在本申請實(shí)施例中，在使用提拉法生長晶體的過程中，控制感應(yīng)線圈相對坩堝向下移動，能夠平穩(wěn)地調(diào)整金屬坩堝與感應(yīng)線圈的相對位置，以調(diào)整坩堝內(nèi)熔體液面上方的
溫度變化，使得晶體生長界面的溫度梯度與初始狀態(tài)可以保持一致。并控制感應(yīng)線圈相對坩堝向下移動的過程中，按照不同的速度移動，能夠適應(yīng)在坩堝內(nèi)不同位置的溫度差變化，使得坩堝內(nèi)熔體液面在下降初始階段以及下降到坩堝中部和底部時，都能保持晶體生長所需的溫度梯度，避免在晶體生長過程中產(chǎn)生缺陷。利用本申請實(shí)施例的方法生長出來的晶體毛坯完整通透，內(nèi)部無明顯的包裹物、云層、氣泡等缺陷，極大地提高了毛坯的良品率和材料利用率，從而降低了相關(guān)產(chǎn)品的成本。
附圖說明
[0036]圖1表示本申請實(shí)施例提供的晶體生長方法的流程示意圖；
[0037]圖2表示感應(yīng)線圈磁力線分布示意圖；
[0038]圖3表示坩堝內(nèi)縱向溫度分布示意圖；
[0039]圖4表示本申請實(shí)施例提供的晶體生長設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5表示本申請實(shí)施例提供的晶體生長設(shè)備中感應(yīng)線圈移動的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0041]如
技術(shù)介紹
所述，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)，隨著坩堝內(nèi)的熔體不斷地轉(zhuǎn)化為晶體毛坯，熔體的液面高度會逐步下降，晶體生長的結(jié)晶界面及溫度梯度會出現(xiàn)逐步的變化，這主要是因為渦流感應(yīng)原理及感應(yīng)線圈磁力線分布導(dǎo)致。如圖2所示，感應(yīng)線圈的磁力線在兩端較稀疏，中間本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種晶體生長方法，其特征在于，包括：在使用提拉法生長晶體的過程中，控制感應(yīng)線圈相對坩堝向下移動，并控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照不同的速度移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體生長方法，其特征在于，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照不同的速度移動的步驟包括：控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照速度逐漸增加的趨勢移動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體生長方法，其特征在于，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照速度逐漸增加的趨勢移動的步驟包括：控制所述感應(yīng)線圈按照預(yù)設(shè)加速度進(jìn)行勻加速運(yùn)動。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體生長方法，其特征在于，控制所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝向下移動的過程中，按照速度逐漸增加的趨勢移動的步驟包括：當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到預(yù)設(shè)條件時，控制所述感應(yīng)線圈的速度增加。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體生長方法，其特征在于，當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到預(yù)設(shè)條件時，控制所述感應(yīng)線圈的速度增加的步驟包括：當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間每增加預(yù)設(shè)閾值時，控制所述感應(yīng)線圈的速度增加預(yù)設(shè)增量；或者當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到目標(biāo)區(qū)間時，控制所述感應(yīng)線圈按照所述目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的速度進(jìn)行移動，其中，預(yù)先將所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或時間劃分為多個目標(biāo)區(qū)間，每個目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)不同的速度，且排列靠后的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的速度大于排列靠前的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的速度；或者當(dāng)所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或移動的時間達(dá)到目標(biāo)區(qū)間時，控制所述感應(yīng)線圈按照所述目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的加速度進(jìn)行勻加速運(yùn)動，其中預(yù)先將所述感應(yīng)線圈相對所述坩堝移動的距離或時間劃分為多個目標(biāo)區(qū)間，每個目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)不同的加速度，且排列靠后的目標(biāo)區(qū)間對應(yīng)的加速度大于排列...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：韓永飛，王欣，劉鵬濤，
申請(專利權(quán))人：北京濱松光子技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。