阅读说明：本技术 一种导模法生长单晶的模具及组件及加工方法 (Die and assembly for growing single crystal by guide die method and processing method ) 是由 张学锋 肖学峰 于 2020-03-26 设计创作，主要内容包括：一种导模法生长单晶的模具,包括相对设置的内侧模板、外侧模板,相对设置的内侧模板、外侧模板之间间隔熔体流过的狭缝,内侧模板、外侧模板的相对内壁为光滑表面,还在内侧模板的上端面开设内侧倒角,还在外侧模板的上端面开设外侧倒角,内侧倒角和外侧倒角相对设置,用于控制晶体形状的厚度,还在内侧模板、外侧模板的侧壁上开设供溶体进入狭缝的过孔,本发明中,相对的两个模板之间内壁光滑无阻力,拉制时利用毛细原理,生长处于狭缝形状相同的晶体。(A mould for growing monocrystal by guide mould method is composed of internal and external formworks, and the slits between said internal and external formworks for the molten substance to flow through.)

一种导模法生长单晶的模具及组件及加工方法

技术领域

本发明涉及单晶拉制技术领域，尤其涉及一种导模法生长单晶的模具及组件及加工方法。

背景技术

导模法是从熔体中生长异型单晶材料的方法，生长的单晶通常为薄片状等。其基本原理就是通过放置在熔体中的模具，模具通常为开狭缝，熔体经狭缝，通过毛细作用，从坩埚底部持续的供应到顶部，在顶部通过籽晶开始晶体生长。

导模法生长晶体的模具，形成狭缝是必须的要求，宽度依照生长晶体原材料熔体的粘度等特性决定，一般在几百微米到几个微米，材料一般与坩埚材料相同；同时要求狭缝宽度均匀，两侧光滑。如专利号为CN201820300241.1的导模板。该模板存在狭缝距离无法控制，熔体上升受阻的问题。

发明内容

有必要提出一种导模法生长单晶的模具。

一种导模法生长单晶的模具，包括相对设置的内侧模板、外侧模板，相对设置的内侧模板、外侧模板之间间隔熔体流过的狭缝，内侧模板、外侧模板的相对内壁为光滑表面，还在内侧模板的上端面开设内侧倒角，还在外侧模板的上端面开设外侧倒角，内侧倒角和外侧倒角相对设置，用于控制晶体形状的厚度，还在内侧模板、外侧模板的侧壁上开设供溶体进入狭缝的过孔。

优选的，内侧倒角和外侧倒角的端面为平面或弧形面。

优选的，还在内侧模板、外侧模板的侧壁的底部开设过孔。

优选的，还在内侧模板的外壁上部开设内侧缺角，还在外侧模板的外壁上部开设外侧缺角，

优选的，所述内侧模板、外侧模板为平板件，用于生产平条状薄片晶体。

优选的，所述内侧模板、外侧模板为圆环状，内侧模板、外侧模板之间间隔的狭缝也为圆环状，用于拉制环壳状薄壁晶体。

优选的，所述内侧模板、外侧模板为棱柱状，内侧模板、外侧模板之间间隔的狭缝也为棱柱状，用于拉制棱柱体薄壁晶体。

一种导模法生长单晶的组件，其特征在于：包括坩埚、模具、盖板，所述坩埚的顶部敞口，用于盛放熔体和置放模具，所述模具的宽度小于坩埚的宽度，以使模具的两侧侧壁不与坩埚内壁接触，所述模具的内侧缺角和外侧缺角具有相同开槽高度，且开槽高度与坩埚的侧壁高度相同，所述盖板为一平板，在盖板的中部开设贯通卡槽，所述卡槽的开槽形状与模具的缺角形状匹配，盖板的卡槽搭接在模具的缺角端面上，盖板的外侧边缘搭接在坩埚的侧壁上。

一种导模法生长单晶的模具的加工方法，其特征在于：

机械加工内侧模板、外侧模板；

对内侧模板、外侧模板的内壁进行机械抛光，形成光滑平面。

本发明中，相对的两个模板之间内壁光滑无阻力，拉制时利用毛细原理，生长处于狭缝形状相同的晶体。

附图说明

图1、2为生产平条状晶片的模具的主视图和左视图。

图3、4为组件的主视图和左视图。

图5为盖板的示意图。

图6为组件拉晶示意图。

图7、8为图6中两种状态示意图。图7中，显示了拉制较厚晶片的示意图。图8为拉制较薄晶片的示意图。

图9为圆环状模具40的俯视图。

图10为棱柱状模具50的俯视图。

图11为图9、10 的主视图。

图12为适用于图9的圆环状模具40的盖板的示意图。

图13为适用于图10的棱柱状模具50的盖板的示意图。

图中：内侧模板10、内侧倒角11、内侧缺角12、外侧模板20、外侧倒角21、外侧缺角22、过孔30、圆环状模具40、棱柱状模具50、坩埚60、盖板70、卡槽71、籽晶100。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1-5，本发明实施例提供了一种导模法生长单晶的模具，包括相对设置的内侧模板10、外侧模板20，相对设置的内侧模板10、外侧模板20之间间隔熔体流过的狭缝，内侧模板10、外侧模板20的相对内壁为光滑表面，还在内侧模板10的上端面开设内侧倒角11，还在外侧模板20的上端面开设外侧倒角21，内侧倒角11和外侧倒角21相对设置，用于控制晶体形状的厚度，还在内侧模板10、外侧模板20的侧壁上开设供溶体进入狭缝的过孔30。

本发明中，在坩埚60内充满溶体，将侧模板、外侧模板20相对放置在坩埚60内，以使底部相接，狭缝的宽度依照生长晶体材料溶体的粘度特性来决定，一般在几百微米到几个微米之间，材料一般与坩埚60的材料相同，同时狭缝宽度均匀，内侧侧壁光滑。

拉制晶体时，利用虹吸毛细原理，熔体沿着狭缝向上扩散，沿着籽晶100生长，该方案中的过孔30形成了坩埚60内的熔体向狭缝流动的通道，尤其是模板中部位置，由于狭缝很细，现有技术中仅依靠从狭缝的两侧侧壁缝隙进入，使中部位置熔体量少，容易形成中空，所以设计了过孔30来弥补。

进一步，内侧倒角11和外侧倒角21的端面为平面或弧形面。两个相对的倒角之间的距离形成了生长后的晶片的厚度，当需要较厚的晶片时，可以将倒角的角度变大，反之，可以拉制厚度较薄的晶片。

进一步，还在内侧模板10、外侧模板20的侧壁的底部开设过孔30。

在模板放置在坩埚60底部是，模板底部与坩埚60底部紧密接触，也是熔体进入狭缝的阻力较大的部位，所以在此处也设置过孔30，形成熔体进入狭缝的通道，使狭缝内熔体量充分，保证由下向上的虹吸作用顺畅。

进一步，还在内侧模板10的外壁上部开设内侧缺角12，还在外侧模板20的外壁上部开设外侧缺角22。

进一步，所述内侧模板10、外侧模板20为平板件，用于生产平条状薄片晶体。

参见图9-13，进一步，所述内侧模板10、外侧模板20为圆环状，内侧模板10、外侧模板20之间间隔的狭缝也为圆环状，用于拉制环壳状薄壁晶体。

进一步，所述内侧模板10、外侧模板20为棱柱状，内侧模板10、外侧模板20之间间隔的狭缝也为棱柱状，用于拉制棱柱体薄壁晶体。

本发明中，所述模具还可以为各种形状，例如圆环状模具40、棱柱状模具50，每个模具都是由内侧模板10和外侧模板20组成，二者之间间隔的狭缝也是对应的形状，在晶体生长时，由籽晶100引导，生长的形状也是与狭缝形状相同，所以也可以至少用于生长圆环状、棱柱状薄壁晶体。

参见图6-8，一种导模法生长单晶的组件，包括坩埚60、模具、盖板70，所述坩埚60的顶部敞口，用于盛放熔体和置放模具，所述模具的宽度小于坩埚60的宽度，以使模具的两侧侧壁不与坩埚60内壁接触，所述模具的内侧缺角12和外侧缺角22具有相同开槽高度，且开槽高度与坩埚60的侧壁高度相同，所述盖板70为一平板，在盖板70的中部开设贯通卡槽71，所述卡槽71的开槽形状与模具的缺角形状匹配，盖板70的卡槽71搭接在模具的缺角端面上，盖板70的外侧边缘搭接在坩埚60的侧壁上。

本方案中，模板具有一定的厚度，可以平稳放置在坩埚60底部，上端用盖板70来固定，可以实现稳定放置。对于圆环状、棱柱状模具，自身可以稳定放置在坩埚60内部，盖板70设计时，只需要在盖板70中部开设对应的孔，以供模具的缺角穿过即可实现搭接。

一种导模法生长单晶的模具的加工方法，

机械加工内侧模板10、外侧模板20；

对内侧模板10、外侧模板20的内壁进行机械抛光，形成光滑平面。

现有技术中，通常采用激光线切割工艺形成狭缝，如此造成内壁不光滑，造成熔体上升时阻力大，或内壁表面容易黏附空气形成气泡，影响熔体虹吸上升。本发明中采用机械切割形成分离的两个模板，并对内壁进行抛光，形成光滑面，在控制狭缝宽度时可以通过盖板70来控制。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本专利文件较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。因此，无论从哪一点来看，均应将 实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说 明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。