[实用新型]垂直法单晶生长用坩锅

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种垂直法单晶生长用坩锅，属于生长单晶用设备技术领域。

背景技术

生长单晶的垂直布里奇曼法，简称VB法；是上世纪八十年代中后期成熟的单 晶生长方法，应用相当广泛。利用VB技术的原理对单晶生长设备和工艺进行了改 进，将水平走车改为垂直走车，从而能够生长圆形大尺寸的单晶。

VB法是将生长单晶的原料放在特制的容器中，再将容器放入圆形石英管中， 对石英管抽真空后并封闭管口；用定向凝固法或定向区熔法生长单晶。这种特制的 容器一般称之为“坩锅”，而石英管称之为生长管。

在VB法生长单晶工艺中，温场分为加热区、梯度区和冷却区，将装有原料的 坩锅和炉体做相对运动，坩锅依次通过温场的三个区域，从而实现晶体生长的过程。 VB工艺的这种特殊性造成坩锅的形状决定单晶的形状。若想要实现晶体生长的熔 接籽晶、放肩生长和等径生长的过程，不但需要工艺控制的合理配合，更重要的是 需要一个合理的坩锅形状。

坩锅形状和结构的设计是至关重要的，合理的坩锅结构设计有利于获得理想的 温度场，能够有效控制晶体生长应力，对于能否获得和保证形成单晶体具有决定性 的影响。此外，坩锅的结构设计还要考虑其对应力分布及对流特性的影响，并且在 长晶完成后便于晶体的取出。

坩锅的材料同样是晶体生长过程能否实现以及晶体质量优劣的重要因素之一， 所选用的坩锅材料应具有较高的稳定性和纯度，能够长时间耐高温且具有一定的导 热能力，易于加工，具有与晶体材料匹配的热膨胀性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种垂直法单晶生长用坩锅，在传统坩锅基础上进 行了尺寸和结构形状的改进优化。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种垂直法单晶生长用坩锅，该坩锅自上向下依次为等径部分、放肩部分和籽 晶腔部分，籽晶腔部分的下端封闭；等径部分和籽晶腔部分为圆柱形，放肩部分为 锥形。

其中，所述籽晶腔部分长度为60±2mm，内径为16+0.1mm，壁厚为3±0.2mm； 放肩部分长度为50±2mm，壁厚为3±0.2mm；等径部分长度为200±2mm，内径 为106±2mm，壁厚为3±0.2mm。

所述籽晶腔部分的下部设置支撑托，该支撑托的上部与放肩部分的外部相配 合。

本实用新型的优点在于：

本实用新型在传统坩锅基础上进行了尺寸和结构形状的改进优化，可生长4英 寸的单晶，有效降低了单晶的位错密度，提高了单晶质量，增加了单晶的有效利用 率和合格率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的纵剖面示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范 围的限制。

图1为本实用新型的剖面示意图；图2为本实用新型的俯视图。本实用新型的 坩锅包括等径部分1、放肩部分2和籽晶腔部分3，其中，坩锅的等径部分1和籽 晶腔部分3的横截面为圆形。坩锅的籽晶腔部分3的下部设置支撑托6，支撑托6 的上部与坩锅放肩部分2的外部相配合。

籽晶腔部分的长度为60±2mm，内径为16+0.1mm，壁厚为3±0.2mm，一端 封闭，另一端与放肩部分连接。放肩部分的长度为50±2mm，下部连接籽晶腔部分， 上部连接等径部分，壁厚为3±0.2mm。等径部分长度为200±2mm，内径为106± 2mm，壁厚为3±0.2mm，一端与放肩部分连接，另一端敞口。