本公開涉及晶體生長領域，更具體地涉及一種鍺晶體提拉生長裝置以及方法。

背景技術：

1、在鍺晶體生長過程中，由于使用石墨坩堝作為容器，鍺與石墨內壁接觸的過程中，不可避免會產生碳粉；惰性氣體氮氣作為保護氣體，爐內會殘留燒了o2，在升溫熔料過程中，鍺會與氧氣反應，生成geo2，由于提拉化料溫度在940-1000℃，而geo2熔點為1080-1120℃，所以在熔料完成后，碳粉和geo2作為浮渣漂浮在鍺溶液表面，浮渣在提拉過程中影響晶體結晶及長大。因此，有必要在浮渣去除上進行進一步研究開發。

技術實現思路

1、鑒于背景技術中存在的問題，本公開的一目的在于提供一種鍺晶體提拉生長裝置以及方法，其能夠實現鍺的熔體和浮渣的有效分離和浮渣的去除，使得提拉過程的鍺晶體生長免受浮渣的影響。

2、本公開的另一目的在于提供一種鍺晶體提拉生長裝置以及方法，其能夠適用于浮渣的量的小的情況，進而適用于小尺寸的晶體生長。

3、由此，一種鍺晶體提拉生長裝置包括爐體、石墨坩堝以及加熱器，石墨坩堝設于爐體內，石墨坩堝用于盛放鍺錠形成的熔體；加熱器用于加熱石墨坩堝以使石墨坩堝內的鍺錠形成熔體。石墨坩堝的內周壁的整周的靠近頂部的部分為向下且徑向向外凹的弧面；鍺晶體提拉生長裝置還包括去浮渣機構，去浮渣機構用于在提拉晶體生長前使熔體的液面上升至石墨坩堝的弧面的底緣之后利用非氧化性氣體的氣流將石墨坩堝中的熔體的浮渣從石墨坩堝中的熔體的液面驅趕到石墨坩堝的弧面上并粘附在石墨坩堝的弧面上。

4、一種鍺晶體提拉生長方法采用前述的鍺晶體提拉生長裝置，鍺晶體提拉生長方法包括步驟：s1，將腐蝕好的多晶鍺錠裝入石墨坩堝中；s2，抽真空并通氮氣，反復進行多次，保壓在規定真空下；s3，通非氧化性氣體且排氣，使爐體內保持常壓；s4，加熱器加熱，升溫至940-1000℃進行化料，以使石墨坩堝內的鍺錠形成熔體并加熱浮渣機構；s5，待化料完成后，調節非氧化性氣體的進氣量，使爐體內微正壓；s6，去浮渣機構動作，利用熔體進一步預熱去浮渣機構；s7，去浮渣機構再次動作，使熔體的液面上升至石墨坩堝的弧面的底緣，去浮渣機構利用非氧化性氣體的氣流將石墨坩堝中的熔體的浮渣從石墨坩堝中的熔體的液面驅趕到石墨坩堝的弧面上并粘附在石墨坩堝的弧面上；s8，去浮渣機構再次動作回位，之后，進行提拉晶體生長，提拉晶體生長過程中，石墨坩堝不旋轉。

5、本公開的有益效果如下：

6、在根據本公開的鍺晶體提拉生長裝置及方法中，在提拉晶體生長前，去浮渣機構使熔體的液面上升至石墨坩堝的弧面的底緣，就使得熔體的液面的浮渣到達石墨坩堝的弧面的起始的底緣處，當去浮渣機構利用非氧化性氣體的氣流將石墨坩堝中的熔體的浮渣從石墨坩堝中的熔體的液面經由弧面的起始的底緣驅趕到石墨坩堝的弧面上時，因加熱器用于加熱石墨坩堝以使石墨坩堝內的鍺錠形成熔體，故石墨坩堝本身的溫度也會在鍺的熔點(937.4℃)之上，這樣，被驅趕到石墨坩堝的弧面上的鍺熔體會回流到石墨坩堝中，而剩余的不再回流到石墨坩堝中的熔體會起到粘附浮渣的作用而使得浮渣粘附在石墨坩堝的弧面上，如此，在石墨坩堝的弧面上實現熔體和浮渣的有效分離，實現浮渣從石墨坩堝內的熔體中的去除。進一步地，在完成浮渣的去除之后，再進行石墨坩堝內的熔體的提拉生長鍺晶體(晶體生長時石墨坩堝保持不旋轉)，就使得提拉過程的鍺晶體生長免受浮渣的影響。

7、在根據本公開的鍺晶體提拉生長裝置及方法中，因弧面用于粘附浮渣，弧面本身的面積本來就小，采用弧面去除浮渣適用于小容積的石墨坩堝，即石墨坩堝的盛放的鍺錠的量小的情況，進而適用于小尺寸(例如等徑尺寸小、長度短)的晶體生長。

技術特征：

1.一種鍺晶體提拉生長裝置，包括爐體(11)、石墨坩堝(12)以及加熱器(13)，石墨坩堝(12)設于爐體(11)內，石墨坩堝(12)用于盛放鍺錠形成的熔體(200)；

2.根據權利要求1所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

3.根據權利要求1所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

4.根據權利要求3所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

5.根據權利要求3所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

6.根據權利要求3所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

7.根據權利要求3所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

8.根據權利要求1所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

9.根據權利要求8所述的鍺晶體提拉生長裝置，其特征在于，

10.一種鍺晶體提拉生長方法，其特征在于，采用權利要求1-9中任一項所述的鍺晶體提拉生長裝置(100)，鍺晶體提拉生長方法包括步驟：

技術總結
本公開提供一種鍺晶體提拉生長裝置以及方法。鍺晶體提拉生長裝置包括爐體、石墨坩堝以及加熱器，石墨坩堝設于爐體內，石墨坩堝用于盛放鍺錠形成的熔體；加熱器用于加熱石墨坩堝以使石墨坩堝內的鍺錠形成熔體。石墨坩堝的內周壁的整周的靠近頂部的部分為向下且徑向向外凹的弧面；鍺晶體提拉生長裝置還包括去浮渣機構，去浮渣機構用于在提拉晶體生長前使熔體的液面上升至石墨坩堝的弧面的底緣之后利用非氧化性氣體的氣流將石墨坩堝中的熔體的浮渣從石墨坩堝中的熔體的液面驅趕到石墨坩堝的弧面上并粘附在石墨坩堝的弧面上。由此，能夠實現鍺的熔體和浮渣的有效分離和浮渣的去除，使得提拉過程的鍺晶體生長免受浮渣的影響。

技術研發人員：顧小英,趙青松,羅旭,狄聚青
受保護的技術使用者：安徽光智科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28