[实用新型]一种重量可调的锗单晶生长用悬浮坩埚

说明书

本实用新型公开了一种重量可调的锗单晶生长用悬浮坩埚，包括圆筒形埚壁；圆筒形埚壁内侧底部设有向外凸出的弧形埚底；圆筒形埚壁顶部沿周边均布有两个以上相同深度的配重盲孔；弧形埚底为曲率半径为从周边到中心逐渐增大的结构，弧形埚底上开有进料孔。上述悬浮坩埚，通过配重盲孔的设置，可通过向配重盲孔中添加钨棒或者钼棒来调节悬浮坩埚重量，实现进料深度的调节，改善了熔体对流，提升了单晶质量；通过加大弧形埚底中心处的曲率半径，大大提升了悬浮坩埚在熔体中的稳定性，有利于单晶成晶；进一步，通过加大圆筒形埚壁的上半部分内壁的粗糙度，增加了浮渣在悬浮坩埚上半部分内壁的粘附，消除了浮渣对无位错锗单晶成晶影响，提升了单晶合格率。

技术领域

本实用新型涉及一种重量可调的锗单晶生长用悬浮坩埚，属于晶体生长技术领域。

背景技术

直拉法生长锗单晶，是利用旋转着的籽晶从坩埚中的熔体中提拉制备出单晶的方法，拉晶过程在单晶炉中实现。

现有的悬浮坩埚，重量固定、不可调节，存在进料深度难调节的问题，若进料深度过浅，会导致坩埚中的熔体从边缘开始结晶，导致无法拉晶，若进料深度过深，会由于不同高度熔体的较大的温度差而导致熔体对流，进而影响熔体质量；且悬浮坩埚底部为半圆形结构，存在悬浮坩埚在熔体中稳定性差的缺点。进一步，现有的悬浮坩埚使用过程中，浮渣不容易粘附在悬浮坩埚内壁，进而影响成晶效果。

实用新型内容

本实用新型提供一种重量可调的锗单晶生长用悬浮坩埚，解决了现有悬浮坩埚重量固定、不可调节及浮埚在熔体中稳定性差的问题；进一步，还解决了浮渣在坩埚内壁难以粘附，进而影响成晶效果的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种重量可调的锗单晶生长用悬浮坩埚，包括圆筒形埚壁；圆筒形埚壁内侧底部设有向外凸出的弧形埚底；圆筒形埚壁顶部沿周边均布有两个以上相同深度的配重盲孔；弧形埚底为曲率半径为从周边到中心逐渐增大的结构，弧形埚底上开有进料孔。

上述通过配重盲孔的设置，可通过向配重盲孔中添加钨棒或者钼棒来调节悬浮坩埚重量，实现进料深度的调节，改善了熔体对流，提升了单晶质量。

弧形埚底为曲率半径为从周边到中心逐渐增大的结构，也即加大了弧形埚底中心处的曲率半径，这样弧形埚底外侧中心附近弧线平缓，大大提升了悬浮坩埚在熔体中的稳定性，有利于单晶成晶。

为了解决浮渣在坩埚内壁难以粘附的问题，圆筒形埚壁的上半部分内壁的粗糙度Ra1大于下半部分内壁的粗糙度Ra2。也即增大了圆筒形埚壁上半部分内壁的粗糙度，增加了浮渣在悬浮坩埚上半部分内壁的粘附，消除了浮渣对无位错锗单晶成晶影响，提升了单晶合格率。下半部分内壁低的粗糙度，可以减少拉晶过程中熔体与坩埚内壁摩擦，以降低石墨表层掉颗粒。圆筒形埚壁的上半部分，也即圆筒形埚壁高度方向、中部及以上的部分；圆筒形埚壁的下半部分，也即圆筒形埚壁高度方向、中部以下的部分。

进一步优选，粗糙度Ra1的取值范围为11～13μm，粗糙度Ra2的取值范围为1～4μm。

为了兼顾稳定性和进料的问题，弧形埚底的曲率半径从周边到中心的渐变范围为800～1000mm。弧形埚底中心的曲率半径为1000mm，可以很好地确保坩埚在熔体中的稳定性，到周边曲率半径逐渐减小为800mm，可以确保熔体顺利从进料孔中进入。

为了进一步便于进料，弧形埚底的最大半径为R，进料孔设在距离弧形埚底中心1/3～2/3R处。

为了便于控制和调整，所有配重盲孔的形状相同、大小相等。配重盲孔的横截面为圆形。

为了便于操作，配重盲孔的轴向与圆筒形埚壁的轴向相互平行。

为了满足一般生产需求，优选，配重盲孔有28～32个。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。