[其他]晶体增长装置

说明书

本发明一般与晶体增长设备有关，具体有关一种用于EFG（定边液膜供料增长）（Edge-defined，Film-fed    Growry）法晶体增长的设备。

用熔化物材料增长晶体，已研究过各种方法。其一方法称为“EFG”法（定边液膜供料增长法）。EFG法的增长晶体的方法和设备的详细内容，在1971年7月6日颁发拉贝尔（Harold    E、La    Belle，lr）的名称为“晶体材料增长法”的美国专利第3，591，348号，和1972年8月29日颁发拉贝尔等人的名为“用熔化物增长晶体的设备”的美国专利第3，687，633号中已作说明。

在EFG法中，将一个毛细管成型模件，和一种液体原料的熔化物相关放置，从而依靠毛细管作用，将模件上的一个增长面，用熔化物的原料液膜润湿。然后首先在原料液膜上放一个晶种，引发晶体形成，增长成品晶体，然后在控制速度下，将晶种从增长面上提开，从而将原料液膜保持夹在增长中的晶体和模件的增长面之间。由于模件增长面上的原料液膜，不断由一个或多个毛细管补充熔化物，便可用熔化物增长为尺寸相当大的连贯晶体。

上述EFG法的一个后果，是成品晶体的截面形状，取决于模件增长面的形状。因此，给予模件的增长面适当的形状，便可增长各种形状的晶体，如圆杆（即晶体的截面为圆片），扁带（即晶体截面形状为矩形片），空心管（即晶体有圆环，椭圆环或多边形环的截面）等等。

本发明针对的是EFG方法增长管形晶体的设备。

按EFG法增长管形晶体的现有设备，在1980年10月28日颁发泰勒等人（Aaron    S.Taylor，eral）的名为“定形晶体增长坩埚模组合件”的美国专利第4，230，674，728号，1984年4月3日颁发斯多蒙特等人（Richard    W.Stormonr    er    al）的名为“管形晶体增长设备”的美国专利第4，440，728号，和1985年10月1日颁发斯多蒙特等人名为“管形晶体增长设备”的美国专利第4，544，528号中作了说明。

在实践中，据发现假使能控制增长晶体的环境大气，便可对晶体的质量作很大的改进。这是因为控制增长晶体周围的大气，可以清除增长中晶体周围区域里的有害的反应气体，而将惰性气体，即有利的反应气体和/或有利的渗杂气体，引入增长中晶体周围区域中去。并且控制增长晶体周围大气的温度，有利于正确调节增长晶体的温度。

1983年11月15日颁发瓦尔德（Frirz    Wald）等人名为“晶体增长区周围大气的控制”的美国专利4，415，401号，1984年4月17日颁发卡来斯（Jurs    P.Kalejs）的名为“控制晶体增长区周围大气的设备”的美国专利第4，443，411号，和出版物“硅晶带EFG法中环境与熔化物液面和碳及氧有关连的相互作用的模式”，作者为卡来斯（J.P.Kaleis）和泰（L.Y.Chin），见《电化学学会志》1982年6月第129卷第6期，介绍了扁条形晶体增长周围大气控制法。不幸的是这些参考文献中，对形式为空心管的晶体增长的周围大气的控制方法保持缄默。在这方面，可以注意到增长中晶体周围大气控制问题，就用于增长空心管的设备来说，显著地增大了。因为在这种设备中，增长中的空管的本体，将晶体周围大气有效分成“外区”（即增长晶体外部的区域），和“内区”（即增长晶体内部的区域），因为增长中的晶体的壁，抑制“外区”和“内区”之间的气体直接流通，气体仅能通过放在空心晶体远端上的晶体持执部在两个区之间流动。

因此，本发明的一个目的，是提出一种EFG法增长管形晶体的新型设备，其设备有装置控制增长晶体周围大气。

本发明的另一目的，是提出一种控制增长中管形晶体周围大气的装置，其增长晶体外部区域（即“外区”）中的大气，可和增长晶体内部（即“内区”）中的大气分别控制。

上述的和其他目的之取得，在于提出新颖的管形晶体EFG法增设备，其设备至少有一个内通道和至少一个外通道，在坩埚模具组合件和相关部件中形成，藉以将引入该至少一条内通道的气体，输送到与模具上面的增长面相邻的增长晶体外面的区域（即“外区”）中，将引入该至少一条内通道的气体，输送到与模具上的增长面相邻的空心晶体内部的区域（即“内区”）中，从而各区中的大气可以分别控制。

在本文中，术语“管”和“管形”，应理解为其泛指含义，包括有圆形，多边形或其他的-例如椭圆形-截面的长形空心体。

本发明的其他目的和特点，将在下面关于发明的细节说明中较详尽揭示或交代清楚，说明应结合附图参考，图中以相同号码表示相同部件，附图内容如下：