区熔法晶体自动化生长装置的制作方法

技术特征：
1.一种区熔法晶体自动化生长装置，其特征在于该装置包括：炉膛(1)、力检测系统(2)、光纤激光器加热系统(3)、温度梯度调节系统(4)、运动控制系统(5)和计算机控制系统，所述的力检测系统(2)安置在所述的炉膛(1)的顶部，该力检测系统(2)的检测端连接在上源棒上，所述的光纤激光器加热系统(3)安置在炉膛(1)中部的侧面，由多组构型相同的子装置构成，每组子装置包括光纤激光器输出装置(31)、光斑整形装置(32)和光陷阱装置(33)，光纤激光器输出装置(31)的输出端与光斑整形装置(32)相连接，在熔区的对侧沿着激光传输的方向安置着光陷阱装置(33)，所述的子装置相互空间对称地环绕在晶体生长熔区的侧面，所述的温度梯度调节装置(4)包括加热装置(41)、保温材料(42)，环绕在下源棒移出熔区的位置，所述的运动控制系统(5)包括上源棒运动控制装置(51)和下源棒运动控制装置(52)，分别安置在所述的炉膛(1)的上部和下部，其控制端分别连接在上源棒和下源棒的末端，上述各个系统都与控制计算机控制系统连接以实现共同控制。2.根据权利要求1所述的自动化的区熔法晶体生长装置，其特征在于所述的力检测系统(3)采用称重传感器，其测量端与上源棒相连，能够实时监测晶体生长过程中上源棒的受力状态，并将其转换为模拟信号或数字信号输入所述的计算机控制系统。3.根据权利要求1所述的自动化的区熔法晶体生长装置，其特征在于所述的光纤激光器加热系统(3)包括数组空间上相互对称安置的构型相同的子装置，每组子装置包括光纤激光器输出装置(31)、光斑整形装置(32)和光陷阱装置(33)；优选的子装置的数量为3～7组；所述的光纤激光器输出装置(31)包括光纤激光器和相应的光纤激光器耦合输出装置；所述的光斑整形装置(32)采用两组相互垂直放置的柱面透镜，安置在可以前后移动滑轨中，以套筒保护，可将光纤激光器输出的高斯光斑整形成所需尺寸的圆形或椭圆型光斑；光斑整形系统可通过螺旋调整装置调节整体的倾角；所述的光陷阱装置(33)为内部具有高激光吸收率的耐高温材料，可有效吸收剩余加热激光。

技术总结
一种区熔法晶体自动化生长装置，主要包括炉膛、力检测系统、光纤激光器加热系统、温度梯度调节系统、运动控制系统和计算机控制系统。晶体生长过程中，通过源棒受力信息的反馈可以实现对晶体生长直径的自动控制，并对晶体生长质量进行实时监测；使用光纤激光器加热可以得到均匀、稳定的熔区；结晶后的晶体随籽晶杆进入温度梯度调节系统，避免因骤冷产生的缺陷。避免因骤冷产生的缺陷。避免因骤冷产生的缺陷。


技术研发人员：杭寅 杨依伦 蔡双 何明珠 潘世烈 朱影
受保护的技术使用者：中国科学院上海光学精密机械研究所
技术研发日：2020.09.17
技术公布日：2022/3/18