用于下降法晶体生长的承托机构
技术领域
本实用新型涉及一种承托机构，尤其涉及一种用于下降法晶体生长的承托机构。
背景技术
Bridgman Method(坩埚下降法)生长其基本原理是通过坩埚和熔体之间的相对移动，形成一定的温度场，为晶体提供生长驱动力，使晶体生长。采用坩埚下降式的生长方法中，坩埚的承托方式，通常采用两种方法：一种是加工一个石英托碗或不锈钢碗与坩埚相贴合，再将托碗与下降机构连接；另一种是采用将坩埚完全埋于石英下降管中，间隙用保温填料填充。
这两种方法都有其缺陷：首先，石英托碗采用石英材质，加工难度大，成本高，且石英经过高温后易晶化破碎，不能长期使用；其次，石英托碗或不锈钢碗必须根据不同的坩埚形状加工不同的尺寸，且存在较大的公差，坩埚固定不够牢；还有采用保温填料的方式生长晶体，晶体在降温过程中，内部应力得不到快速释放，尤其在等径部分会导致晶体开裂。
实用新型内容
本实用新型提供了一种用于下降法晶体生长的承托机构，具有适用于各种坩埚尺寸的晶体生长的功能。具体技术方案如下：
一种用于下降法晶体生长的承托机构，包括下降炉，下降炉内设置有承托碗，承托碗为空心圆柱形，承托碗的一端与托杆固定相连，托杆与下降装置相连；承托碗的另一端容置有坩埚，坩埚与承托碗的间隙填充有低导热材料，下降装置可通过托杆带动坩埚在下降炉内上下移动。
进一步，承托碗包括第一空心圆柱体和第二空心圆柱体，第一空心圆柱体与第二空心圆柱体固定相连。
进一步，第二空心圆柱体与托杆固定相连，托杆与下降装置相连，第一空心圆柱体容置有坩埚，坩埚与承托碗的间隙填充有低导热材料。
进一步，坩埚包括竖直部与锥型部，竖直部与锥型部固定相连，锥型部容置在第一空心圆柱体内，第一空心圆柱体与锥型部之间的间隙填充低导热材料。
进一步，低导热材料选用氧化锆球。
进一步，坩埚与氧化锆球相连，坩埚与承托碗有间隙。
进一步，下降炉为圆桶状，下降炉中间设置有空腔，承托碗设置在空腔中。
进一步，下降炉包括高温区与低温区，高温区与低温区之间设置有隔热区，高温区设置在低温区上方。
进一步，承托碗采用310S不锈钢制成。
进一步，托杆的材料选用刚玉。
本实用新型的用于下降法晶体生长的承托机构结构简单，设计巧妙，可以适应不同尺寸的坩埚，克服了以往需要根据不同坩埚尺寸加工不同承托装置的缺点，同时采用采用氧化锆球填充，使坩埚内温场稳定，生长的晶体内应力小，有利于提高晶体的质量。
附图说明
图1为本实用新型在下降炉内的示意图。
具体实施方式
为了更好地了解本实用新型的目的、功能以及具体设计方案，下面结合附图，对本实用新型的用于下降法晶体生长的承托机构作进一步详细的描述。
如图1所示，本实用新型的用于下降法晶体生长的承托机构包括下降炉1，下降炉1内设置有承托碗2，承托碗2内填充有低导热材料3，承托碗2内还设置有坩埚4，坩埚4插入低导热材料3中，承托碗2的底部与托杆5相连，托杆5与下降装置6相连，下降装置6可通过托杆5带动坩埚4在下降炉1内上下移动。
具体的，下降炉1为圆桶状，其中间设置有空腔14，下降炉1包括高温区11与低温区13，高温区11与低温区13之间设置有隔热区12，高温区11设置在低温区13上方。
承托碗2容置在下降炉1的空腔14内，承托碗2包括第一空心圆柱体21和第二空心圆柱体22，第一空心圆柱体21与第二空心圆柱体22固定相连。本实施例的承托碗2的第一空心圆柱体的高为70mm，外径为55mm，壁厚为1.5mm，第二空心圆柱体的高为50mm，外径为25mm，壁厚为2mm。承托碗2采用310S不锈钢制成，310S不锈钢具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，因为较高百分比的铬和镍，使得拥有好得多蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性，非常适合本实用新型的使用环境。
承托碗2的第二空心圆柱体22与托杆5的一端固定相连，托杆5的另一端与下降装置6相连，下降装置6可通过托杆5带动承托碗2在下降炉1的空腔14中上下移动。优选的，托杆5的材料选用刚玉，刚玉的优点是耐火度高、耐磨、耐侵蚀，非常适合本实用新型所使用的环境。
承托碗2的第一空心圆柱体21内容置有坩埚4，坩埚4包括竖直部41与锥型部42，竖直部41与锥型部42固定相连，锥型部42容置在第一空心圆柱体21内，第一空心圆柱体21与锥型部42之间的间隙填充低导热材料3。优选的，低导热材料3选用粒径2mm的氧化锆球，氧化锆球的导热系数为0.23-0.35W/m.K，锥型部42所在的位置处于晶体生长过程中籽晶接种环节，此环节需要温场处于稳定状态，选择导热系数小的氧化锆球能使局部的温场处于稳定的状态，从而减少出现错误的晶体生长方向，进而减小了晶体生长初期产生的内应力。
此外，采用氧化锆球便于适配不同尺寸的坩埚4的锥度，减小了坩埚4的加工难度，从而降低了坩埚4的加工成本，同时，采用氧化锆球填充还可以使坩埚4固定更稳。值得注意的是，坩埚4与氧化锆球相连，锥型部42与承托碗有间隙，间隙用氧化锆球填充，以保持温场的稳定性。
本实用新型的用于下降法晶体生长的承托机构结构简单，设计巧妙，可以适应不同尺寸的坩埚，克服了以往需要根据不同坩埚尺寸加工不同承托装置的缺点，同时采用采用氧化锆球填充，使坩埚内温场稳定，生长的晶体内应力小，有利于提高晶体的质量。
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
