[发明专利]晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构及方法

权利要求书

1.一种晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：包括炉室(2)、发热体(5)、多层套筒、坩埚(7)和冷却介质降温机构，在炉室(2)内设有坩埚(7)，坩埚(7)的下部处于多层套筒内，所述多层套筒下端处于炉室底板或底部保温层(16)上；或多层套筒下端处于支撑环上，所述支撑环处于炉室底板或底部保温层(16)上，在多层套筒外部设有发热体(5)；冷却介质降温机构设置在所述多层套筒内的下部；由冷却介质降温机构获取坩埚(7)底部低温区，所述低温区形成坩埚(7)上部温度高下部温度底的温度梯度。

2.根据权利要求1所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：在发热体(5)的外部炉室(2)内设有保温罩(1)。

3.根据权利要求1所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：所述冷却介质降温机构包括下轴(12)、多层套筒，所述下轴(12)内接通循环的冷却介质，多层套筒内所述下轴(12)中的冷却介质形成坩埚(7)的温度梯度控制，所述坩埚(7)的下部与下轴(12)的上端连接或间隔设置，下轴(12)的下部穿过炉室底板或底部保温层(16)后连通冷却介质。

4.根据权利要求1或3所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：多层套筒包括外筒(9)和内筒(10)，内筒(10)的底部向内设有收口，支撑环A(19)的上下两端分别连接内筒(10)底部的收口和炉室底板或底部保温层(16)的上部面，在内筒(10)底部的向内收口上部面上设有中空结构的支架(18)，坩埚(7)下部坩埚底部凸出(21)设置在支架(18)上端的孔内，其中坩埚底部凸出(21)裸露在支架(18)的中空结构内，在支架(18)上设有多个贯通内筒(10)内和支架(18)中空结构内的冷气孔(17)，下轴(12)的上端与坩埚底部凸出(21)间隔设置，所述下轴(12)与内筒(10)的向内收口口部留有间距，形成下轴(12)的可上下伸缩结构。

5.根据权利要求4所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：外筒(9)的下端处于炉室底板或底部保温层(16)的上部面；或在外筒(9)的下端设有底部向内设有收口，支撑环B(20)的上下两端分别连接外筒(9)底部的收口和炉室底板或底部保温层(16)的上部面。

6.根据权利要求4所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，套筒内筒(10)上部设有向上延伸部分，套筒内筒(10)的向上延伸部分内侧面包裹所述坩埚(7)的外部上面。

7.根据权利要求1或3所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：所述下轴(12)内的上部至下端为空心结构，在空心结构的下轴(12)内设有管路(13)，所述管路(13)的内部为冷却介质通路，冷却介质顺着管路(13)内上流后沿着管路(13)与下轴(12)的空心结构之间回流，形成坩埚(7)的底部降温结构；或所述管路(13)与下轴(12)的空心结构之间的外部为冷却介质通路，冷却介质顺着管路(13)外与下轴(12)内的空心结构之间间隙上流后沿着管路(13)内回流，形成坩埚的底部降温另一替换结构。

8.根据权利要求3所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：在坩埚(7)与下轴(12)的连接处外缘面上设有坩埚固定套(11)，由坩埚固定套(11)形成坩埚(7)的防侧歪结构；或下轴(12)的上端设置对应坩埚底部凸出(21)的凹陷，由凹陷形成坩埚(7)的防侧歪结构。

9.根据权利要求1或3所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：所述多层套筒包括内筒(10)和外筒(9)，在内筒(10)的底部设有穿孔(22)，内筒(10)的中部筒底(14)上的穿孔(22)套在下轴(12)上，内筒(10)的上端与坩埚(7)上端口持平；或略低于坩埚(7)的上端口；或略高于坩埚(7)的上端口。

10.根据权利要求9所述的晶体生长时利用多层套筒形成的温度梯度控制结构，其特征是：所述外筒(9)上端设有上部收口(27)，上部收口(27)包裹在内筒(10)的上端口外部。