[发明专利]一种晶体生长的装置及方法

权利要求书

1.一种晶体生长的装置，其特征在于，所述装置包括：

上坩埚，其用于晶体的生长，上坩埚的底部设置有多个上筛孔；

下坩埚，其位于上坩埚的下方，下坩埚的底部封闭，顶部设置有多个下筛孔，所述下筛孔与上筛孔错位设置；所述上坩埚的底部设置有上凸柱，上凸柱与下筛孔匹配设置；所述下坩埚的顶部设置有下凸柱，下凸柱与上筛孔匹配设置;

升降装置，包括控制上坩埚移动的第一升降装置及控制下坩埚移动的第二升降装置；

其中，所述上筛孔为圆柱形通孔，和/或所述下筛孔为圆柱形通孔；所述圆柱形通孔的直径为5~10mm，相邻圆柱形通孔的距离为2~10mm；

或所述上筛孔为圆台形通孔，和/或所述下筛孔为倒圆台形通孔；所述圆台形通孔的上直径为2~8mm，下直径为9~15mm，相邻圆台形通孔的距离为2~10mm；所述倒圆台形通孔的上直径为9~15mm，下直径为2~8mm，相邻倒圆台形通孔的距离为2~10mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上坩埚的底部设置有向下延伸的边沿挡板，所述下坩埚的侧壁顶端上设置有向下延伸的凹槽导轨，所述边沿挡板在凹槽导轨中上下移动。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上坩埚和下坩埚均为筒状结构，下坩埚的直径与上坩埚的直径相同，下坩埚的高度小于上坩埚的高度。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括保温结构、炉体和加热装置，上坩埚和下坩埚均设置在保温结构的腔内，保温结构设置在炉体内，加热装置环绕设置在炉体外侧；上坩埚的顶部粘结有籽晶。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一升降装置包括第一支柱及由第一丝杠传动机构驱动的第一升降台，第一支柱的一端固定在上坩埚的顶部，另一端依次穿过保温结构和炉体与第一升降台连接；所述第二升降装置包括第二支柱及由第二丝杠传动机构驱动的第二升降台，第二支柱的一端固定在下坩埚的底部，另一端依次穿过保温结构和炉体与第二升降台连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一丝杠传动机构和第二丝杠传动机构均包括滚珠丝杆、丝杆螺母、支架和电机，滚珠丝杆与丝杆螺母螺纹配合，丝杆螺母与第一升降台或第二升降台固定连接，滚珠丝杆转动支撑在所述支架上，电机通过联轴器带动滚珠丝杆转动。

7.使用权利要求1所述的装置进行晶体生长的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在长晶阶段，将上坩埚在高温区上下移动，下坩埚也同步移动以将上坩埚的底部与下坩埚的顶部紧密贴合，使得粉料碳化均匀；

当上坩埚生长腔内硅碳比小于1时，将下坩埚单独向下移动，使得碳化后的粉料从上坩埚中过滤掉。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上坩埚内的长晶压力为5~800mbar，长晶温度为2000~2500℃，长晶时间为20~120h。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，上坩埚和下坩埚上下移动的速率均为0.5~5mm/h，下坩埚单独向下移动的距离为10~50mm。