[发明专利]带有炉口温场维护机构的布里奇曼法单晶生长装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有炉口温场维护机构的布里奇曼法单晶生长装置，属于C30B单晶生长领域。

背景技术

坩埚下降单晶生长法，又称布里奇曼单晶生长法，是一种常用的单晶生长方法。用于单晶生长用的材料装在圆柱型的坩埚中，缓慢地下降，并通过一个具有一定温度梯度的加热炉，炉温控制在略高于材料熔点附近。根据材料的性质加热器件可以选用电阻炉或高频炉。在通过加热区域时，坩埚中的材料被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底部的温度先下降到熔点以下，并开始结晶，单晶随坩埚下降而持续长大。

坩埚下降法单晶生产车间通常用来生产大尺寸的工业用途的大单晶，关于这一点，对于单晶生长领域的人员而言，是公知的。

在采用坩埚下降法生产的各型单晶中，有相当一部分涉及有毒元素，所述有毒元素例如铅、镉、碲、汞等，更具体地，相关单晶例如，二氧化碲单晶，钨酸镉单晶、亚碲酸铋单晶，等等。在使用坩埚下降法生产单晶的过程中，为保持单晶生长炉腔区的温场稳定，以期生长出结晶良好的单晶，通常还要求坩埚下降法单晶生长装置周边空气的温场稳定，因为，单晶生长炉腔区其空气氛与装置外部空气之间有一个接壤的空气过渡区，装置外部空气温场的稳定通常被认为是有利于在更精细的层面上支持单晶生长炉腔区的温场稳定，基于这一考虑，坩埚下降法单晶生产车间通常是门窗紧闭，处于空气流通不畅、很少更新的状态，在此单晶生长过程中，生产人员仍需要间隔时段地进入所述车间内监察单晶生长情况。多数的单晶生长情形中，所用坩埚是敞口坩埚，而在使用封口坩埚的情形下，由于高温高压及化学侵蚀作用，常发生坩埚封口被突破的情况，此时的封口坩埚与敞口坩埚并无实质上的不同，上文已述及，此单晶生长法常涉及有毒元素，在高温区间，这些有毒元素在与空气接触的条件下，常生成在高温下具有一定挥发性的有毒物质，关于这一点，对于化学专业人员来说，无须赘言，这些挥发性有毒物质顺着炉子内外的所述空气过渡区扩散到所述车间的室内空气中，这类有毒物质其毒性有多大，对于化学专业人员来说，亦无须赘言，这类混杂于车间空气中的有毒物质无色、无味，不易觉察，问题还在于，为保持车间内部空气温场稳定而紧闭车间门窗的习惯性做法使得上述有毒物质在车间空气中进一步积聚到更为有害的浓度。相关生产人员进出于这样的有毒空气氛中，其所受到的健康损害不言而喻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述坩埚下降法单晶生产车间存在的有毒元素污染车间空气的状况，研发出一种既能够保持炉口周边空气温场基本稳定，又能够保护相关生产人员使其免受有毒空气损害的新型坩埚下降法单晶生长装置。

本发明通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供的是一种带有炉口温场维护机构的布里奇曼法单晶生长装置，该装置的结构包括一个布里奇曼法单晶生长炉，重点是，在所述布里奇曼法单晶生长炉的周边环绕装设有挡风屏，该挡风屏用于稳定所述布里奇曼法单晶生长炉炉口周边的空气温场，该挡风屏由一些屏状物组合而成，该屏状物的底边装设有一些滑轮，该屏状物的底边经由滑轮与装设在地面的圆弧状轨道滑移邻接，该屏状物的横断面轮廓呈弧线状，装设在地面的圆弧状轨道沿地面环绕在布里奇曼法单晶生长炉周边，该圆弧状轨道的数量在一条以上，每一条圆弧状轨道至少承载一片所述屏状物。所述布里奇曼法单晶生长炉其技术含义是公知的。所述挡风屏环绕在布里奇曼法单晶生长炉周边，阻挡周边空气扰动，维护所述炉口周边空气温场稳定。所述屏状物可以在外力轻推之下，沿所述轨道滑移、挪动，从而开启足够大的观察空间及操作空间，而在相关操作、观察结束之后，又能够通过轻推所述屏状物，使之滑移、挪动并回到关闭状态。

所述滑轮及与之匹配的滑移轨道，市场有售；有很多型号的滑轮及与之匹配的滑移轨道可供选择；市售的滑移轨道可以根据需要弯绕成所需形状；与之匹配的所述滑轮的数量不限，所述滑轮的数量例如三个、四个、五个、六个、十个、二十个，三十个、六十个，等等。

为进一步精细地稳定所述炉口周边的空气温场，还可以在所述屏状物内侧及外侧邻近底边的位置均装设裙状物，该裙状物由柔性材料构成，所述柔性材料是橡胶、无纺布或石棉布，该裙状物用于严密阻挡所述底边位置的缝隙漏风。

所述屏状物的数量不限，所述屏状物的数量例如二个、三个、四个、五个、六个，等等，结构中的屏状物的数量可以根据需要设定。

圆弧状轨道的数量在一条以上，圆弧状轨道的数量例如可以是两条、三条、四条、五条、六条，等等，圆弧状轨道的数量可以根据实际需要设定。

所述圆弧状轨道既可以是非闭合的一段圆弧状轨道；所述圆弧状轨道也可以是闭合的形成圆圈的圆弧状轨道。