一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置的制作方法

1.本实用新型涉及提拉法晶体生长技术领域，尤其涉及一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置。


背景技术：

2.晶体生长方法包括熔体生长、溶液生长、气相生长和固相生长，其中，世界上主要的熔体生长方法包括晶体提拉法、导模法、热交换法和泡生法。其中，提拉法是在一定温度场、提拉速度和旋转速度下，熔体通过籽晶生长，形成一定尺寸的单晶，导模法是提拉法的一种变形，是将原料放入坩埚中加热熔化，熔体沿着模具在毛细作用下上升至模具顶端，在模具顶端接籽晶提拉熔体，从而不断凝固结晶生长出与模具边缘形状形同的单晶体。
3.晶体生长的装置通常采用晶体生长炉，将原料放入晶体生长炉的坩埚内，通过高温使原料熔融形成熔体，在通过籽晶提拉熔体并结晶，通常在生长炉上设置有用于观察晶体生长情况的玻璃观察窗，但是由于炉内外温度差较高，炉内熔体的挥发物与玻璃观察窗接触后会在玻璃上凝结，影响对晶体生长情况的观测。
4.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

5.鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置，旨在解决熔体挥发易在观察窗上凝结的问题。
6.本实用新型的技术方案如下：
7.一种用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，包括：
8.保温罩，所述保温罩的侧壁上开设有观察孔；
9.至少两层透明基板，设置于所述观察孔处，所述至少两层透明基板间隔设置。
10.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述观察孔的孔壁与所述至少两层透明基板的边缘连接。
11.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述至少两层透明基板的间隔内充满工作气体。
12.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述工作气体为氩气、二氧化碳或氧气。
13.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述至少两层透明基板之间的间隔内的真空度不大于0.1mpa。
14.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述至少两层透明基板的间隔距离为1～10cm。
15.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，每层所述透明基板的厚度为1～5cm。
16.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述透明基板为石英玻璃或蓝宝石晶体。
17.所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗，其中，所述观察孔与水平方向呈角度设置。
18.一种用于抑制挥发物沉积的晶体生长装置，包括：生长炉体，其中，所述生长炉体包括如上所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗。
19.有益效果：本实用新型提供了一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置，所述观察窗包括：保温罩，所述保温罩的侧壁上开设有观察孔；至少两层透明基板，设置于所述观察孔处，所述至少两层透明基板层叠且间隔设置。由于观察孔处设置的至少两层玻璃之间具有间隔，增加了内层玻璃的保温效果，靠近晶体生长装置内部的玻璃内外表面的温度差减少，从而晶体生长装置内的挥发物不易在观察窗上凝结，从而可以在不影响观察视线的情况下通过观察窗观察晶体生长情况。
附图说明
20.图1为本实用新型的用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置的结构示意图。
21.附图标记：1、保温罩；2、观察孔；3、透明基板。
具体实施方式
22.本实用新型提供一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。
24.还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.通常来说，在采用提拉法或导模法生长晶体时，通常在晶体生长炉上设置有用于观察晶体生长情况的玻璃观察窗，但是晶体生长炉内温度很高，炉内外温度差较高，炉内熔体的挥发物与玻璃观察窗接触后会在玻璃上凝华，影响对晶体生长情况的观测。本实用新型提供了一种用于抑制挥发物沉积的观察窗，请参见图1，所述用于抑制挥发物沉积的观察窗包括：保温罩1，所述保温罩1的侧壁上开设有观察孔2；至少两层透明基板3，设置于所述观察孔2处，所述至少两层透明基板3间隔设置。
26.具体地，保温罩1是用于围绕提拉熔体的籽晶杆并保证晶体生长炉内的温度变化过快，防止晶体结晶过快。在保护罩的侧壁上开设有用于观察晶体生长情况观察孔2，在观察孔2内设置至少两层间隔设置的透明基板3，也就是说，透明基板3最少设置两层，也可以设置多层，当设置两层透明基板3时，两层透明基板3之间具有间隔，当设置的透明基板3大于两层时，至少有两层响铃的玻璃之间具有间隔，其它相邻两层透明基板3之间可以具有间
隔，也可以没有间隔，换句话说，无论设置多少层透明基板3，只要具有间隔即可。观察孔2的孔壁与透明基板3的边缘连接，最好密封连接，这样可防止炉内的挥发物在观察孔2内凝结。由于固体传热较快，而气体传热较慢，利用该相邻两层玻璃之间的间隔隔热，降低靠近炉内的透明基板3与炉外的热交换速度，进而较小了靠近炉内的透明基板3与炉内的温度差，从而熔体的挥发物接触到靠近炉内的透明基板3上时不易发生凝结现象，通过观察孔2并透过透明基板3在不影响观察视线的情况下可以观察到生长炉内的晶体生长情况。
27.在一种实施方式中，所述至少两层透明基板3的间隔内充满工作气体。工作气体可选自氩气、二氧化碳、氧气等透明气体，优选的，所述工作气体为氩气，氩气具有较低的导热系数和较高的比热容，可减慢透明基板3之间的间隔内的热对流，减少气体的导热性，从而降低观察窗的传热系数，相比于空气等其他透明气体，可以进一步降低内外透明基板3的热交换。
28.在一种实施方式中，所述至少两层透明基板3之间的间隔内的真空度不大于0.1mpa。
29.间隔区内可以是透明气体，也可以是真空状态，由于真空具有更好的隔热效果，可以将间隔中的部分气体抽出，也可以全部抽出，使间隔中的真空度下降，从而降低间隔的热传递效果，进一步降低内外透明基板3的热交换。
30.在一种实施方式中，所述至少两层透明基板3的间隔距离为1～5cm。
31.间隔的距离影响观察窗的隔热效果，间隔的距离越大，则晶体生长炉内外的热传递速率越低，则隔热效果越好。间隔距离可以根据设置的透明基板3层数以及间隔内的气体情况进行调整。晶体生长炉内外的热传递均要经过所有的间隔，总的间隔距离越大则隔热效果越好，透明基板3之间的间隔距离可以根据透明基板3的层数以及间隔中的气体情况进行合理设置。举例来说，当设置较多层透明基板3时，间隔距离可以相应减小，而间隔距离可以降低抽真空的难度，从而减小较小间隔的真空度。当设置较少层透明基板3时，间隔距离相应增加，可以直接采用空气隔热，也可以向间隔中充入工作气体隔热。
32.在一种实施方式中，每层所述透明基板3的厚度为1～2cm。
33.所述透明基板3的厚度不能太大也不能太小，厚度太大会提高观察窗整体的传热速度，厚度太小易被损坏。
34.在一种实施方式中，所述透明基板3为石英玻璃或蓝宝石晶体。石英玻璃的线膨胀系数极小，是普通玻璃的1/10～1/20，并且具有很好的抗热震性和化学稳定性，而蓝宝石晶体具有高透光性，并且相比石英玻璃具有更高的耐热性，两种材料在高温环境下均能够稳定使用而不易受损害。进一步，由于观察窗的内侧温度较高，可以采用具有更高耐热性的蓝宝石晶体作为观察窗的内侧的透明基板，而采用石英作为观察窗的外侧的透明基板。
35.在一种实施方式中，所述观察孔2与水平方向呈角度设置。
36.具体地，观察孔2靠近炉内的一侧向下倾斜，观察孔2靠近炉外的一侧向上倾斜，从而与水平方向形成夹角。夹角的大小根据保温罩1与炉内晶体生长区域的相对位置设置，使观察视线从观察孔2看过去能很好的观察到晶体的生长情况。
37.在一种实施方式中，本实用新型还提供一种用于抑制挥发物沉积的晶体生长装置，包括：生长炉体，所述生长炉体包括如上所述的用于抑制挥发物沉积的观察窗。
38.综上所述，本实用新型提供了一种用于抑制挥发物沉积的观察窗及晶体生长装
置，所述观察窗包括：保温罩，所述保温罩的侧壁上开设有观察孔；至少两层透明基板，设置于所述观察孔处，所述至少两层透明基板层叠且间隔设置。由于观察孔处设置的至少两层玻璃之间具有间隔，靠近晶体生长装置内部的玻璃内外侧温度差降低，从而晶体生长装置内的挥发物不易在观察窗上凝结，从而可以在不影响观察视线的情况下通过观察窗观察晶体生长情况。
39.应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。