石英舟的制作方法

1.本公开涉及材料制备领域，具体涉及一种石英舟。


背景技术：

2.在区熔提纯超高纯锗的石英舟在区熔过程中杂质会堆积在头部和尾部，而中间部分的提纯效果对最终产品的品质有着重要影响。


技术实现要素：

3.鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种石英舟，其能提高区熔提纯物质使用的石英舟的提纯效果。
4.由此，在一些实施例中，一种石英舟，包括前壁、后壁、左壁、右壁和底壁，前壁、后壁、左壁、右壁和底壁彼此连接在一起以形成仅向上开口但其它方向封闭的腔体，左壁和右壁垂直于底壁；前壁从底壁向前倾斜；后壁从底壁向后倾斜；石英舟还包括前挡板和后挡板；前挡板设置在腔体内、靠近前壁并与前壁间隔开，前挡板从底壁向前倾斜，前挡板与左壁、右壁和底壁密封连接，前挡板的顶表面低于前壁、后壁、左壁和右壁的顶表面，前挡板与前壁、左壁、右壁和底壁形成前杂质收容槽；后挡板设置在腔体内、靠近后壁并与后壁间隔开，后挡板从底壁向后倾斜，后挡板与前挡板在底壁上的位置间隔开，后挡板与左壁、右壁和底壁密封连接，后挡板的顶表面低于前壁、后壁、左壁和右壁的顶表面，后挡板与后壁、左壁、右壁和底壁形成后杂质收容槽。
5.在一些实施例中，前壁与底壁的夹角为α，α为120
°‑
130
°
。
6.在一些实施例中，后壁与底壁的夹角为β，β为120
°‑
130
°
。
7.在一些实施例中，前壁与底壁的夹角为α，后壁与底壁的夹角为β，α《β。
8.在一些实施例中，前壁与底壁的夹角为α，前挡板与底壁的夹角为θ，α《θ。
9.在一些实施例中，θ为145
°‑
150
°
。
10.在一些实施例中，后壁与底壁的夹角为β，后挡板与底壁的夹角为，
11.在一些实施例中，为145
°‑
150
°
。
12.在一些实施例中，前挡板的顶表面在上下方向上的投影与前壁在上下方向的投影间隔开；和/或后挡板的顶表面在上下方向上的投影与后壁在上下方向的投影间隔开。
13.在一些实施例中，石英舟还包括前支撑块和后支撑块；前支撑块位于底壁下方的前壁和前挡板之间的位置，后支撑块位于底壁下方的后壁和后挡板之间的位置。
14.本公开的有益效果如下：在石英舟中，左壁和右壁垂直于底壁、前挡板从底壁向前倾斜、后挡板从底壁向后倾斜，在前挡板与后挡板之间的最终获得区熔提纯后的物质在头尾处的杂质含量更少、整体纯度更高、头尾切除量更少、最终有效使用长度更长。
附图说明
15.图1是根据本公开的石英舟的线条示意的左视图。
16.图2是图1的线条示意的前视图。
17.图3是图1的线条示意的俯视图。
18.图4是根据本公开的石英舟的示意立体图。
19.其中，附图标记说明如下：
20.100石英舟
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5底壁
21.d1前后方向
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s腔体
22.d2左右方向
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6前挡板
23.d3上下方向
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7后挡板
24.1前壁
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c1前杂质收容槽
25.2后壁
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c2后杂质收容槽
26.3左壁
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8前支撑块
27.4右壁
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9后支撑块
具体实施方式
28.附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
29.参照图1至图4，石英舟100包括前壁1、后壁2、左壁3、右壁4和底壁5、前挡板6和后挡板7。
30.前壁1、后壁2、左壁3、右壁4和底壁5彼此连接在一起以形成仅向上开口但其它方向封闭的腔体s。左壁3和右壁4垂直于底壁5。前壁1从底壁5向前倾斜。后壁2从底壁5向后倾斜。
31.前挡板6设置在腔体s内、靠近前壁1并与前壁1间隔开，前挡板6从底壁5向前倾斜，前挡板6与左壁3、右壁4和底壁5密封连接，前挡板6的顶表面低于前壁1、后壁2、左壁3和右壁4的顶表面，前挡板6与前壁1、左壁3、右壁4和底壁5形成前杂质收容槽c1。
32.后挡板7设置在腔体s内、靠近后壁2并与后壁2间隔开，后挡板7从底壁5向后倾斜，后挡板7与前挡板6在底壁5上的位置间隔开，后挡板7与左壁3、右壁4和底壁5密封连接，后挡板7的顶表面低于前壁1、后壁2、左壁3和右壁4的顶表面，后挡板7与前壁2、左壁3、右壁4和底壁5形成后杂质收容槽c2。
33.在石英舟100中，左壁3和右壁4垂直于底壁5、前挡板6从底壁5向前倾斜、后挡板7从底壁5向后倾斜，在采用石英舟100的区熔过程中，倾斜的前挡板6和后挡板7成为流动阻力最小部位，与前挡板6和后挡板7均垂直于底壁5的情况相比，被区熔提纯的物质(例如锗单晶或锗多晶)的头部杂质和尾部杂质通过分凝更多更快更容易地分别流到前杂质收容槽c1和后杂质收容槽c2中，从而在前挡板6与后挡板7之间的最终获得区熔提纯后的物质在头尾处的杂质含量更少，提高在前挡板6与后挡板7之间的最终获得区熔提纯后的物质的纯度，减小在前挡板6与后挡板7之间的最终获得区熔提纯后的物质头尾被切除的量，提高了在前挡板6与后挡板7之间的最终获得区熔提纯后的物质的最终有效使用长度。
34.在石英舟100中，与前壁1和后壁2均垂直于底壁5的情况相比，前壁1从底壁5向前倾斜、后壁2从底壁5向后倾斜、前挡板6从底壁5向前倾斜、后挡板7从底壁5向后倾斜，增加
了前杂质收容槽c1和后杂质收容槽c2的体积，在同等杂质收容于前杂质收容槽c1或后杂质收容槽c2的情况下，杂质的高度提升得慢，杂质的高度上方的空气空间减少得慢，使得该空气空间的导热能力低的优势被充分利用，在区熔过程中，在前杂质收容槽c1或后杂质收容槽c2处的物质会先冷却，先冷却部分的物料中的杂质朝向先冷却的位置被吸附，进而收集到前杂质收容槽c1或后杂质收容槽c2中，区熔过程中位于前杂质收容槽c1后方和后杂质收容槽c2前方的物质的杂质变低，物质的中间部分(即前挡板6和后挡板7之间的部分)能分凝更多的杂质到前挡板6和后挡板7处聚集甚至顺着前挡板6和后挡板7分别溢流到前杂质收容槽c1和后杂质收容槽c2中，从而使得制备的物质的中间部分(即前挡板6和后挡板7之间的部分)位的杂质极大地降低。
35.在一些实施例中，前壁1与底壁5的夹角为α，α为120
°‑
130
°
。这充分考虑了石英舟100的在上下方向d3的高度和在前后方向d1上的长度匹配，以使石英舟100不至于过于扁平，从而满足最终区域提纯的物质在高度和长度上的要求。
36.在一些实施例中，后壁2与底壁5的夹角为β，β为120
°‑
130
°
。同样地，这充分考虑了石英舟100的在上下方向d3的高度和在前后方向d1上的长度匹配，以使石英舟100不至于过于扁平，从而满足最终区域提纯的物质在高度和长度上的要求。
37.在图中所示的示例中，前壁1与底壁5的夹角为α，后壁2与底壁5的夹角为β，α《β。也就是说，后壁2相比前壁1更立起来多些。这是由于单次区熔过程是从前壁1到后壁2进行，后杂质收容槽c2收容的杂质相对较多，后壁2立起来稍多些，增加了后杂质收容槽c2从后壁2向外溢出的阻力，提高了区熔过程中的盛放石英舟100的石英管(未示出)的使用安全性。
38.在图中所示的示例中，前壁1与底壁5的夹角为α，前挡板6与底壁5的夹角为θ，α《θ。也就是说，前壁1相比前挡板6更立起来多些。前壁1立起来稍多些，前壁1和前挡板6使得前杂质收容槽c1形成从底壁5沿上下方向d3截面逐渐减小的收口效应，增加了前杂质收容槽c1的杂质从前壁1向外溢出的阻力，避免区熔过程中的盛放石英舟100的石英管(未示出)粘附杂质导致的裂管的风险。
39.在一些实施例中，θ为145
°‑
150
°
。这充分考虑了分凝出的杂质沿前挡板6向前溢流进入前杂质收容槽c1的水平分量和竖直分量基本相近，流动均匀，从而在前杂质收容槽c1的凝固也均匀。
40.同样地，在图中所示的示例中，后壁2与底壁5的夹角为β，后挡板7与底壁5的夹角为，也就是说，后壁2立起来稍多些，前壁2和后挡板7使得后杂质收容槽c2形成从底壁5沿上下方向d3截面逐渐减小的收口效应，增加了后杂质收容槽c2的杂质从后壁2向外溢出的阻力，避免区熔过程中的盛放石英舟100的石英管(未示出)粘附杂质导致的裂管的风险。
41.同样地，在一些实施例中，为145
°‑
150
°
。这充分考虑了分凝出的杂质沿后挡板7向后溢流进入后杂质收容槽c2的水平分量和竖直分量基本相近，流动均匀，从而在后杂质收容槽c2的凝固也均匀。
42.在图中所示的示例中，前挡板6的顶表面在上下方向上的投影与前壁1在上下方向的投影间隔开。前挡板6的顶表面与前壁1之间的开口不能太窄，兼顾前杂质收容槽c1的前述收口效应和杂质顺畅地流入前杂质收容槽c1。
43.在图中所示的示例中，后挡板7的顶表面在上下方向上的投影与后壁2在上下方向
的投影间隔开。后挡板7的的顶表面与后壁2之间的开口不能太窄，兼顾后杂质收容槽c2的前述收口效应和杂质顺畅地流入后杂质收容槽c2。
44.在一些实施例中，参照图1和图4，石英舟100还包括前支撑块8和后支撑块9。前支撑块8位于底壁5下方的前壁1和前挡板6之间的位置，后支撑块9位于底壁5下方的后壁2和后挡板7之间的位置。也就是说，前支撑块8和支撑块9之间是凹的空的空间，这样在石英舟100置于石英管后，前支撑块8和支撑块9支撑在石英管的底壁上，石英舟100在前挡板6和后挡板7之间的部位在左右方向d2的两侧和上下方向d1的两侧均为石英管内部的流动的气体(例如锗晶体采用氧化锗氢还原形成锗晶体时的氢气以及区熔过程中继续使用的氢气或者保护气体(例如氮气))空气能够达到的部位，使得石英舟100在前挡板6和后挡板7之间的部位在左右方向d2的两侧和上下方向d1的两侧的导热能力基本一致，有利于晶体生长。由此，进一步地，底壁5、左壁3、右壁4的厚度相同。
45.在一实施例中，前壁1、后壁2、左壁3、右壁4、底壁5、前挡板6、后挡板7、前支撑块8以及后支撑块9均为石英材质，由此避免采用不同的材质所带来的对温度场的影响。前壁1、后壁2、左壁3、右壁4、底壁5、前挡板6、后挡板7、前支撑块8以及后支撑块9可为一体成型的单件。
46.注意的是，石英舟100不限于上述例举的锗晶体(锗单晶、锗多晶)的区熔提纯，可以适用于任何合适的物质的区熔分凝提纯过程。
47.综上所述，在石英舟100中，左壁3和右壁4垂直于底壁5、前挡板6从底壁5向前倾斜、后挡板7从底壁5向后倾斜，在前挡板6与后挡板7之间的最终获得区熔提纯后的物质在头尾处的杂质含量更少、整体纯度更高、头尾切除量更少、最终有效使用长度更长。
48.采用上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。