我国晶体生长设备的现状与发展
第29卷 第5期 人工晶体学报 227
我国晶体生长设备的现状与发展
袁文愈
(西安理工大学晶体生长设备研究所, 西安710048)
Present S ituation and Development for Crystal
Growing Equipment in China
YU AN Wen -yu
(Xi . an University of Technology Crystal Growing Equi pment Researc h Ins titute, Xian 710048, Chian)
1 我国晶体生长设备的现状
我国人工晶体材料有了很大的发展, 多种晶体处于世界先进水平。然而, 从整体来看还很不适应国民经济和国防建设高速发展的需要, 装备的制约是主要因素之一。在晶体材料的研究和开发方面, 应重视材料的技术水平和技术指标, 也需要相应的先进工艺装备的研究以及高技术产业的建设。至今, 不少单位仍使用60年代的TDK -36和TDK -36AZ 型硅、锗单晶炉生长氧化物晶体材料, 机械传动爬行和振动很大, 电器自动控制精度很低, 部件已磨损和腐蚀, 很难满足晶体生长的基本条件。JDL -40型激光晶体炉, 80年通过机械部和电子部组织的鉴定。20年来西安理工大学共生产40型晶体炉89台, 加上北京十一所近年生产的约40台, 120余台40型激光晶体炉是当今我国氧化物晶体直拉生长的主要设备。但该炉型从投料量和自动化水平方面已不能适应晶体发展的需要。为此1998年西安理工大学研制成功TDL -J75型晶体炉, 该炉具有如下特点。
(1) 高精度的提拉系统, 采用精密滚珠丝杠传动, 直线滚动导轨导向, 没有滑动摩擦, 爬行大幅的减小。电机传动采用1:10000的谐波减速, 进一步提高传动精度。标尺采用刻度为0. 001mm 光栅尺, 提高了行程指示精度。结构上便于安装上称重系统, 为今后提高自动化水平提供必备条件。
(2) 炉室为卧式啤酒桶造型, 加大了炉室有效容积, 为生长大直径晶体提供方便条件。
(3) 增加晶转的程序控制系统, 整体外观水平和装饰有很大提高。
J75炉问世以来, 受到晶体材料单位的关注, 经过不断的改进与技术水平的提高, 必将成为适应我国晶体生长发展需要的新炉型。
2 加强晶体生长设备的研究与开发
目前, 我们在设备方面与国际同类型相比, 尚有很大差距, 制造技术也落后于国际先进水平。为了推动我国的晶体材料工业的发展, 必须积极开展装备中关键技术的研究, 从而带动和发展我国的晶体生长设备, 逐步缩小与世界水平的差距。
(1) 制定发展目标, 确定开发重点, 跟踪国外先进水平。用一年左右时间, 完成上称重控径系统和计算机控制系统的研制, 提高整机的技术水平。
(2) 顺应市场规律, 在高技术平台上往下覆盖, 形成多品种系列化。从提拉法设备J75炉为主干, 开发如下降法、多温区温梯法、大气下生长晶体的专用设备等, 研制更适合用户需要的产品。
(3) 加强与晶体材料生长单位的联系, 在设备开发中与工艺密切配合, 使工艺技术更好地在设备中得以物化。坚持设备的研制广泛听取意见和专家的论证。
(4) 积极开展对外的交流, 吸收国外先进技术, 最大程度利用国外成熟技术。引进先进的另部件。
(5) 千方百计提高产品质量, 加强设备的售后服务工作。
关键词:晶体生长设备; 单晶炉; 生长控制装备
Key words:crystal growth equipment; single crystal furnace; growth control device