长晶
sic半导体长晶
sic半导体长晶摘要：1.半导体的概述2.Sic 半导体的特性3.Sic 半导体长晶的过程4.Sic 半导体的应用前景正文：一、半导体的概述半导体，顾名思义，是一种导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
半导体具有单向导电性，即只能在一个方向上导电，这是由于半导体内部的电子结构特点决定的。
半导体材料主要有硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等，其中硅是最为常见的半导体材料。
二、Sic 半导体的特性碳化硅（SiC）半导体是一种具有优异特性的宽禁带半导体材料。
与硅半导体相比，Sic 半导体具有较高的击穿电场、较高的热导率和较高的电子迁移率等特点。
这使得Sic 半导体在高压、高频、高温等应用领域具有巨大的潜力。
三、Sic 半导体长晶的过程Sic 半导体长晶的过程主要分为以下几步：1.准备原料：通常采用碳粉和硅粉作为原料。
2.混合原料：将碳粉和硅粉按一定比例混合均匀，形成原料粉末。
3.压制：将原料粉末压制成一定厚度的片状物。
4.烧结：将压制好的片状物放入高温炉中进行烧结，形成密度较高的Sic 半导体材料。
5.晶片加工：将烧结好的Sic 半导体材料进行切割、抛光等加工，形成具有一定尺寸和形状的晶片。
四、Sic 半导体的应用前景Sic 半导体具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：1.高压、高频、高温电子器件：由于Sic 半导体具有较高的击穿电场、较高的热导率和较高的电子迁移率等特点，使其在高压、高频、高温电子器件领域具有巨大的应用潜力。
2.功率器件：Sic 半导体具有较高的热导率，可显著降低器件的温升，提高器件的工作效率。
因此，在功率器件领域，Sic 半导体具有广泛的应用前景。
3.光电子器件：Sic 半导体具有良好的光学性能，可应用于光电子器件的制造，如发光二极管、激光二极管等。
4.核能领域：Sic 半导体具有较高的热导率和耐辐射性能，可用于核能领域的高温气冷堆等设备的制造。
2024年蓝宝石长晶市场分析现状
2024年蓝宝石长晶市场分析现状引言蓝宝石长晶作为一种宝石原材料，在市场中扮演着重要的角色。
本文将对蓝宝石长晶市场的现状进行深入分析，包括市场规模、供需情况、价格趋势等方面的内容。
市场规模蓝宝石长晶市场规模的增长主要受到多个因素的影响。
首先，随着人们对奢侈品和珠宝的需求不断增长，蓝宝石长晶作为一种稀有而珍贵的宝石，受到了广大消费者的追捧。
其次，蓝宝石长晶在科技领域也有广泛应用，如智能手机、光学仪器等，这进一步促进了市场的发展。
据统计，近年来，蓝宝石长晶市场规模年均增长率约为10%。
供需情况蓝宝石长晶市场的供需情况相对较为平衡。
供应方面，蓝宝石长晶主要产自几个国家，包括缅甸、斯里兰卡等地。
这些国家拥有丰富的蓝宝石资源，并通过采矿和加工工艺来满足市场需求。
而需求方面，蓝宝石长晶被广泛应用于珠宝、手表、光学器械等多个领域，使得市场需求相对稳定。
总体而言，蓝宝石长晶市场供需相对平衡，供应能够满足市场需求。
价格趋势蓝宝石长晶的价格受到多个因素的影响。
首先，蓝宝石长晶的稀有性决定了其价格的高昂，由于供应相对有限，市场上的交易价格较高。
其次，市场需求的波动也会影响蓝宝石长晶的价格。
在经济增长较快的时期，需求上升，价格也会相应上涨；而在经济不景气时期，需求下降，价格也会受到影响。
最后，政策和法律的变化也可能对蓝宝石长晶的价格产生影响。
总体而言，蓝宝石长晶的价格呈现出稳定增长的趋势。
市场竞争蓝宝石长晶市场竞争主要体现在供应商之间。
由于市场规模相对较小，供应商之间存在激烈竞争。
供应商通过提高产品质量、提供增值服务等方式来争夺市场份额。
同时，市场上还存在着一些较大的供应商，他们凭借其品牌优势和规模效应，能够在市场中占据较大份额。
总之，蓝宝石长晶市场竞争激烈，供应商需要不断提升竞争能力，以获得更多市场份额。
未来发展趋势蓝宝石长晶市场在未来将继续保持稳定增长的趋势。
首先，由于人们对奢侈品和珠宝的需求持续增加，市场需求将稳步增长。
氮化镓 长晶方法
氮化镓长晶方法
宝子们，今天咱们来唠唠氮化镓长晶这事儿。
氮化镓可是个很厉害的材料呢。
那它的长晶方法有好几种哦。
有一种是氢化物气相外延法，这就像是给氮化镓的晶体生长搭了个特殊的小梯子。
在这个过程里，把含镓的化合物和氨气等原料，在高温还有特殊的反应环境下，让镓原子和氮原子一层一层地搭起来，就像搭积木一样，慢慢地就长成氮化镓的晶体啦。
还有氨热法呢。
想象一下，在一个充满氨气的小世界里，镓源在合适的温度和压力下，就像被魔法催促着，和氮原子结合起来，慢慢地形成氮化镓晶体。
这个过程就像是在一个神秘的魔法锅里，各种元素在特定的规则下组合起来，最后就变出了我们想要的氮化镓晶体。
分子束外延法也很有趣哦。
这就像是用超级精细的小刷子，把镓原子和氮原子一点点地刷到衬底上。
原子们就按照我们期望的那样，整整齐齐地排列起来，逐渐形成氮化镓晶体。
这个方法就像是在微观世界里搞艺术创作，每个原子的位置都要精心安排呢。
这些长晶方法都各有各的妙处，也都有各自的挑战。
比如说氢化物气相外延法，要精确控制反应的温度、气体的流量等好多参数，就像走钢丝一样，稍微有点偏差，长出来的晶体可能就不太完美啦。
氨热法呢，对于反应设备的要求可高啦，就像要给它准备一个超级豪华又严格的小房子，这样才能保证晶体生长得好。
分子束外延法虽然很精准，但是成本也不低呢，就像用最顶级的材料和工具做一件超级精致的手工艺品。
LED蓝宝石长晶普及知识6
在人造蓝宝石结晶原料的准备方面的一些工艺性建议1.准备工序将炉料准备车间一个作业班次一个生产批次所需数量的生产原料从仓库提出并运至炉料准备车间。
原料从仓库提出后在运送过程中采用供货厂家的原包装。
将一个生产批次的原料分为几个工序批次。
打开第一个工序批次的包装，将其送至检验工序。
2.检验工序从仓库提出有裂缝的晶体原料、机械加工废料及有缺陷的晶体原料，用肉眼查看并用抹布蘸取酒精/汽油混合物擦去标识工具留下的标记。
如晶体表面有附着物或大的金属颗粒，可以在热冲击工序之前，用“保加利亚女人”牌角磨机（带金刚石磨片）尽量将其敲掉或磨掉。
接下来，原料进入下一道工序——热冲击工序。
3.热冲击工序开裂的晶体原料表面经清理后，将晶体放入马弗炉（加热至1000~1100度）内，在启动炉子之前可以将第一个批次的原料放入炉内。
打开炉门，用坩埚钳将晶体放入作业空间内并使之均匀分布在炉底上。
注：严禁在没有防热辐射保护的条件下空手将晶体送入炉内或从炉内取出。
在炉内的保留时间为2小时。
向铝制容器内注入蒸馏水并将容器放在马弗炉旁边。
加热结束后，打开炉门，用簸箕和火钩子将经加热的晶体从炉内取出，放入装有蒸馏水的容器内，此时晶体会开裂，变成小块。
晶体冷却后，就进入下一道工序——破碎工序。
4.破碎工序原料经热冲击工序后，将少量原料放入铝制研钵内，在研钵内用铝制杵将其捣碎。
必要时，可挑出较大的原料块再次进行热冲击处理和破碎。
5.筛选工序为了对炉料进行分类，就需要设置一道筛选工序。
经破碎工序后，用簸箕分小批次将原料放到工作台上，通过肉眼检测，按如下特征对炉料进行分类：—挑出含有可见固体杂质的颗粒；—挑出带颜色和不透明的颗粒。
挑出含有上述缺陷的原料，单独放入容器内，称重并标号。
挑选出可用于结晶的炉料用于下一道工序——化学浸蚀。
6.化学浸蚀工序为了除去晶体表面在热冲击工序中残留下来的污垢，就必须进行化学浸蚀。
在一个开启强制排风的通风柜里，在装有混合浓酸（HNO3:HCl配比为3:1）的玻璃或塑料容器内进行浸蚀，搁置时间为24小时。
三种长晶方法探讨
CZ,KY,HEM法比較1:柴氏拉晶法(Czochralski method),簡稱CZ法.先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再利用一單晶晶種接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液介面上因溫度差而形成過冷。
於是熔湯開始在晶種表面凝固並生長和晶種相同晶體結構的單晶。
晶種同時以極緩慢的速度往上拉升，並伴隨以一定的轉速旋轉，隨著晶種的向上拉升，熔湯逐漸凝固於晶種的液固介面上，進而形成一軸對稱的單晶晶錠.2:凱氏長晶法(Kyropoulos method),簡稱KY法,大陸稱之為泡生法.其原理與柴氏拉晶法(Czochralskimethod)類似，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再以單晶之晶種(SeedCrystal，又稱籽晶棒)接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液介面上開始生長和晶種相同晶體結構的單晶，晶種以極緩慢的速度往上拉升，但在晶種往上拉晶一段時間以形成晶頸，待熔湯與晶種介面的凝固速率穩定後，晶種便不再拉升，也沒有作旋轉，僅以控制冷卻速率方式來使單晶從上方逐漸往下凝固，最後凝固成一整個單晶晶碇.3.美國Crystal Systems用於生長單晶藍寶石(Sapphire)的熱交換法(Heat exchange method，HEM熱交換法)，它的長晶特點是通過氦氣冷卻坩堝的中心底部，保持籽晶不被熔化，並在長晶過程中帶走熱量，控制單晶不斷地生長，HEM法制得的晶體缺陷少且可生產大尺寸晶體以上三種方法是現在各國最常用的,各有各的好處,但已成本來算,基本上能長得大,缺點少就是最佳的,以現在來說HEM法與泡生法在生長尺寸上來說,沒有太大差異,但成本上泡生法較低,而現在CrystalTech HEM法爐體,生長晶體,最大只能到60kg,故二者必須做一抉擇,依本人建議使用泡生法的爐子較佳,至少他目前已經可以長到85kg,且餘料還可做其他應用之銷售,更可降低成本三種方法之成本藍寶石晶體之成本,是需要將各項所發生的項目,累積計算的,但基本上只要生產出所需要的產品量越多,加工及耗材越少,成本就越低,這是不爭的事實,如同MOCVD生長片數少是一樣的,但現在無法計算其成本,只有等操作時,才可詳細計算,至於兆晶與華夏的成本相差很大,是因為 1.華夏晶體長的小而少,切,磨,拋,都必須委外,而兆晶是自己加工且晶棒由鑫晶鑽提供,自然成本低,在加上在加工制程中,不斷的改進成本更可掌握1、蓝宝石详细介绍蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构.它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高（2045℃）等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。
蓝宝石长晶技术简介
藍寶石單晶生長方法介紹藍寶石單晶的長晶方法有很多種，其中最常用的主要有九種，介紹如下：1凱氏長晶法(Kyropoulos method)簡稱 KY 法，中國大陸稱之為泡生法。
其原理與柴氏拉晶法(Czochralski method)類似，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再以單晶之晶種(Seed Crystal，又稱籽晶棒)接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上開始生長和晶種相同晶體結構的單晶，晶種以極緩慢的速度往上拉升，但在晶種往上拉晶一段時間以形成晶頸，待熔湯與晶種界面的凝固速率穩定後，晶種便不再拉升，也沒有作旋轉，僅以控制冷卻速率方式來使單晶從上方逐漸往下凝固，最後凝固成一整個單晶晶碇，凱氏長晶法是利用溫度控制來生長晶體，它與柴氏拉晶法最大的差異是只拉出晶頸，晶身部分是靠著溫度變化來生長，並在拉晶頸的同時，調整加熱電壓，使熔融的原料達到最合適的長晶溫度範圍，讓生長速度達到最理想化，因而長出品質最理想的藍寶石單晶。
國外許多生長藍寶石的廠商，也是採用此方法以生長藍寶石單晶，凱氏長晶法在生長過程中，除了晶頸需拉升外，其餘只需控制溫度的變化，就可使晶體成型，少了拉升及旋轉的干擾，比較好控制製程，因而可得到較佳的品質。
所以生長的藍寶石單晶具有以下的優點： 1.高品質(光學等級)。
2.低缺陷密度。
3.大尺寸。
4.較快的生長率。
5.高產能。
6.較佳的成本效益。
凱氏長晶法原理示意圖2柴氏拉晶法(Czochralski method)簡稱 CZ 法。
柴氏拉晶法之原理，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再利用一單晶晶種接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上因溫度差而形成過冷。
於是熔湯開始在晶種表面凝固並生長和晶種相同晶體結構的單晶。
晶種同時以極緩慢的速度往上拉升，並伴隨以一定的轉速旋轉，隨著晶種的向上拉升，熔湯逐漸凝固於晶種的液固界面上，進而形成一軸對稱的單晶晶棒。
在拉升的過程中，透過控制拉升速度的快慢的調配，分別生長晶頸(Neck)、晶冠(Shoulder)、晶身(Body)以及晶尾。
碳化硅衬底长晶中用到的碳碳热场保温材料
碳化硅衬底是一种在半导体加工和制造过程中广泛应用的材料。
它具有优良的热传导性能和化学稳定性，能够在高温、高压等特殊条件下稳定工作。
而在碳化硅衬底的生产过程中，碳碳热场保温材料被广泛应用，这些保温材料在长晶过程中起到了重要的作用。
本文将针对碳化硅衬底长晶中用到的碳碳热场保温材料进行深入探讨。
1. 碳化硅衬底长晶概述碳化硅衬底长晶是指在高温炉中，将碳化硅原料加热至一定温度，使其逐渐形成晶体结构。
这一过程需要在严格的温度控制下进行，以保证晶体的质量和结晶度。
在长晶过程中，需要使用碳碳热场保温材料来保持炉内温度稳定，以及保护炉内碳化硅衬底不受外界环境的影响。
2. 碳碳热场保温材料的特性碳碳热场保温材料是一种由碳纤维和碳基树脂制成的复合材料。
它具有以下特性：- 优异的高温稳定性：碳碳材料能够在高温下保持良好的物理和化学性能，不易发生热膨胀和变形。
- 高热导率：碳碳材料具有良好的热传导性能，能够有效地将热量传递到需要加热的区域。
- 耐腐蚀性：碳碳材料在化学腐蚀和氧化环境下表现出很好的稳定性，不易受到外部环境的影响。
3. 碳碳热场保温材料在碳化硅衬底长晶中的应用在碳化硅衬底的长晶过程中，需要使用碳碳热场保温材料来维持炉内温度稳定，并保护碳化硅衬底不受外界环境的影响。
碳碳热场保温材料能够有效地抵抗高温、高压等特殊条件下的热传导和热辐射，保证长晶过程中的温度控制和稳定性。
碳碳材料还具有良好的机械强度和耐磨性，能够在长时间的使用中保持稳定的性能。
4. 碳碳热场保温材料的发展趋势随着半导体工业的发展和碳化硅衬底长晶技术的不断进步，对碳碳热场保温材料的需求也在不断增加。
未来，碳碳材料在碳化硅衬底长晶中的应用将更加广泛，同时也需要不断提升其性能和稳定性，以满足更高级别的半导体制造需求。
5. 结语碳碳热场保温材料在碳化硅衬底长晶过程中发挥着重要的作用，其优异的热导性能和稳定性能为碳化硅衬底的制造提供了有力的支持。
随着技术的不断进步和需求的不断增加，碳碳材料在半导体工业中的应用前景将更加广阔，为行业的发展和进步注入新的动力。
蓝宝石长晶工艺
蓝宝石长晶工艺嘿，朋友们！今天咱就来唠唠蓝宝石长晶工艺。
蓝宝石，那可是个宝贝呀！就像夜空中闪亮的星星一样耀眼。
你想想看，那些漂亮的珠宝首饰，很多都有蓝宝石的身影呢。
蓝宝石长晶工艺，就像是一场神奇的魔法之旅。
它可不是随随便便就能成功的，这里面的学问可大着呢！先来说说温度吧，这就好比做饭时火候的掌握。
温度太高了不行，蓝宝石可能就被“烤焦”啦；温度太低了也不行，它就没法好好地生长。
得找到那个恰到好处的温度点，就像找到最合适的水温来泡茶一样。
还有原料呢，这可是蓝宝石生长的基础呀！就跟咱盖房子得有好砖头一个道理。
要是原料不好，那长出来的蓝宝石能好到哪儿去呢？在这个过程中，就像呵护小婴儿一样得精心。
不能有一点马虎，不能有一点疏忽。
稍有不慎，可能这一批蓝宝石就长残啦！那多可惜呀！长晶炉就像是蓝宝石的家，得给它提供一个舒适、稳定的环境。
里面的各种条件都得调节得妥妥当当的。
你说，这是不是很像给咱自己家布置得舒舒服服的？然后呢，还得时刻关注着蓝宝石的生长情况。
这就像看着自己种的花儿一点点长大一样，期待着它绽放出最美的模样。
你说这蓝宝石长晶工艺难不难？当然难啦！但这也是它的魅力所在呀。
当你经过一番努力，终于看到那一颗颗晶莹剔透的蓝宝石时，那种成就感，简直没法形容！就好像你经过长时间的努力，终于爬上了山顶，看到了那美丽的风景。
那种喜悦，是无法用言语来表达的。
蓝宝石长晶工艺，不只是一门技术，更是一种艺术。
它需要技术人员的精湛技艺，也需要他们的细心和耐心。
朋友们，你们能想象到自己亲手参与制作出一颗完美的蓝宝石时的那种感觉吗？那肯定是特别棒的！所以呀，蓝宝石长晶工艺虽然充满挑战，但也充满了无限的可能。
让我们一起为这些神奇的蓝宝石加油吧！它们的美丽背后，可是有着无数人的努力和付出呢！这就是蓝宝石长晶工艺，一个充满神秘和魅力的领域！。
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一、蓝宝石生长1.1 蓝宝石生长方法1.1.1 焰熔法Verneuil (flame fusion)最早是1885年由弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil）和乌泽（Wyse）一起，利用氢氧火焰熔化天然的红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“ 日内瓦红宝石”。
后来于1902年弗雷米的助手法国的化学家维尔纳叶（Verneuil）改进并发展这一技术使之能进行商业化生产。
因此，这种方法又被称为维尔纳叶法。
1）基本原理焰熔法是从熔体中生长单晶体的方法。
其原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在种晶上固结逐渐生长形成晶体。
2）合成装置与条件、过程焰熔法的粗略的说是利用氢及氧气在燃烧过程中产生高温，使一种疏松的原料粉末通过氢氧焰撒下焰融，并落在一个冷却的结晶杆上结成单晶。
下图是焰熔生长原料及设备简图。
这个方法可以简述如下。
图中锤打机构的小锤7按一定频率敲打料筒，产生振动，使料筒中疏松的粉料不断通过筛网6，同时，由进气口送进的氧气，也帮助往下送粉料。
氢经入口流进，在喷口和氧气一起混合燃烧。
粉料在经过高温火焰被熔融而落在一个温度较低的结晶杆2上结成晶体了。
炉体4设有观察窗。
可由望远镜8观看结晶状况。
为保持晶体的结晶层在炉内先后维持同一水平，在生长较长晶体的结晶过程中，同时设置下降机构1，把结晶杆2缓缓下移。
焰熔法合成装置由供料系统、燃烧系统和生长系统组成，合成过程是在维尔纳叶炉中进行的。
A.供料系统原料：成分因合成品的不同而变化。
原料的粉末经过充分拌匀，放入料筒。
如果合成红宝石，则需要Al2O粉末和少量的 Cr2O3参杂，Cr2O3用作致色剂，添加量为 1-3%。
三氧化二3铝可由铝铵矾加热获得。
料筒：圆筒，用来装原料，底部有筛孔。
料筒中部贯通有一根震动装置使粉末少量、等量、周期性地从筛孔漏出。
震荡器：驱动震动棒震动，使料筒不断抖动，以便原料的粉末能从筛孔漏出。
B.燃烧系统氧气管：从料筒一侧释放，与原料粉末一同下降；氢气管：在火焰上方喷嘴处与氧气混合燃烧。
通过控制管内流量来控制氢氧比例，O 2:H2=1:3；氢氧燃烧温度为2500℃，Al2O3粉末的熔点为2050℃；冷却套：吹管至喷嘴处有一冷却水套，使氢气和氧气处于正常供气状态，保证火焰以上的氧管不被熔化C.生长系统落下的粉末经过氢氧火焰熔融，并落在旋转平台上的种晶棒上，逐渐长成一个晶棒（梨晶）。
水套下为一耐火砖围砌的保温炉，保持燃烧温度及晶体生长温度，近上部有一个观察孔，可了解晶体生长情况。
耐火砖的作用是保持炉腔的温度，使之缓慢下降，以便结晶生长。
旋转平台：安置种晶棒，边旋转、边下降；落下的熔滴与种晶棒接触称为接晶；接晶后通过控制旋转平台扩大晶种的生长直径，称为扩肩；然后，旋转平台以均匀的速度边旋转边下降，使晶体得以等径生长。
1.1.2泡生法Kyropoulos这种方法是将一根受冷的籽晶与熔体接触，如果界面的温度低于凝固点，则籽晶开始生长，为了使晶体不断长大，就需要逐渐降低熔体的温度，同时旋转晶体，以改善熔体的温度分布。
也可以缓慢的（或分阶段的）上提晶体，以扩大散热面。
晶体在生长过程中或生长结束时不与坩埚壁接触，这就大大减少了晶体的应力。
不过，当晶体与剩余的熔体脱离时，通常会产生较大的热冲击。
生长装置如下图所示。
可以认为目前常用的高温溶液顶部籽晶法是该方法的改良和发展。
采用泡生法生长大直径、高质量、无色蓝宝石晶体的具体工艺如下：1．将纯净的G-A1 O。
原料装入坩埚中。
坩埚上方装有可旋转和升降的提拉杆，杆的下端有一个籽晶夹具，在其上装有一粒定向的无色蓝宝石籽晶(注：生长无色蓝宝石时不添加致色剂，籽晶也采用无色蓝宝石)；2．将坩埚加热到2050℃以上，降低提拉杆，使籽晶插入熔体中；3．控制熔体的温度，使液面温度略高于熔点，熔去少量籽晶以保证晶体能在清洁的籽晶表面上生长；4．在实现籽晶与熔体充分沾润后，使液面温度处于熔点，缓慢向上提拉和转动籽晶杆；控制拉速和转速，籽晶逐渐长大；5．小心地调节加热功率，使液面温度等于熔点，实现宝石晶体生长的缩颈——扩肩——等径生长——收尾全过程。
整个晶体生长装置安放在一个外罩内，以便抽真空后充入惰性气体，保持生长环境中需要的气体和压强。
通过外罩上的窗口观察晶体的生长情况，随时调节温度，保证生长过程正常进行。
1.1.3温度梯度法Temperature gradient technique (TGT)“导向温梯法”是以定向籽晶诱导的熔体单结晶方法。
包括放置在简单钟罩式真空电阻炉内的坩埚、发热体和屏蔽装置，右图是装置简图。
本装置采用镅坩埚、石墨发热体。
坩埚底部中心有一籽晶槽，避免耔晶在化料时被熔化掉。
为了增加坩埚稳定性，籽晶槽固定在定位棒的圆形凹槽内。
温场由石墨发热体和冷却装置共同提供。
发热体为被上下槽割成矩形波状的板条通电回路的圆筒，整个圆筒安装在与水冷电极相连的石墨电极板上。
板条上半部按一定规律打孔，以调节发热电阻使其通电后白上而下造成近乎线性温差。
而发热体下半部温差通过石墨发热体与水冷电极板的传导来创造。
籽晶附近的温场还要依靠与水冷坩埚杆的热传导共同提供。
本方法与提拉法相比，有以下特点：(1)晶体生长时温度梯度与重力方向相反，并且坩埚、晶体和发热体都不移动，这就避免了热对流和机械运动产生的熔体涡流。
(2)晶体生长以后，由熔体包围，仍处于热区。
这样就可以控制它的冷却速度，减少热应力。
而热应力是产生晶体裂纹和位错的主要因素。
(3)晶体生长时，固—液界面处于熔体包围之中。
这样熔体表面的温度扰动和机械扰动在到达固—液界面以前可被熔体减小以致消除。
这对生长高质量的晶体起很重要的作用。
1.1.4提拉法Czochralski（CZ）该方法的创始人是Czochralski，他的论文发表于1918年。
这是熔体生长最常用的方法之一。
很多重要的实用晶体是用这种方法制备的，近年来这种方法又取得了几项重大的改进，能够顺利地生长某些易挥发的化合物（如GaP和含Pb的化合物）和特殊形状的晶体（如八边形、长4.5m的硅管、漏斗形等各种复杂形状的蓝宝石晶体、带状硅和氧化物晶体）。
1.1.4.1 提拉法提拉法的设备简图如右图所示。
将预先合成好的多晶原料装在坩埚中，并被加热到原料的熔点以上，此时，坩埚内的原料就熔化为熔体，在坩埚的上方有一根可以旋转和升降的提拉杆，杆的下端带有一个夹头，其上装有籽晶。
降低提拉杆，使籽晶插入熔体中，只要温度合适，籽晶既不熔掉也不长大，然后慢慢地向上提拉和转动晶杆。
同时，缓慢地降低加热功率，籽晶就逐渐长粗，小心地调节加热功率，就能得到所需直径的晶体。
整个生长装置安放在一个可以封闭的外罩里，以便使生长环境中有所需要的气氛和压强。
通过外罩的窗口，可以观察到生长的情况。
用这种方法已经成功地长出了半导体、氧化物和其他绝缘类型的大晶体。
这种方法的主要优点如下：(1) 在生长的过程中可以方便地观察晶体的生长情况。
(2) 晶体在熔体表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著地减小晶体的应以，并放置埚壁的寄生成核。
(3) 可以方便地使用定向籽晶和“缩颈”工艺。
缩颈后面的籽晶，其位错可大大减少，这样可以使放大后生长出来的晶体，其位错密度降低。
总之，提拉法生长的晶体，其完整性很高，而生长率和晶体尺寸也是令人满意的。
例如，提拉法生长的红宝石与焰熔法生长的红宝石相比，具有较低的位错密度，较高的光学均匀性，也不存在锒嵌结构。
1.1.4.2 连续加料提拉法提拉法生长晶体中，另一重要的改进就是连续加料提拉法的应用。
该法首先被Ya.Apilat 和Yu.P.Belogurov等所应用。
右图所示是该种设备的简易示意图，通过坩埚内一个高灵敏度的熔体液面规来控制熔体的温度和晶体直径。
在坩埚内，一边提拉晶体，一边补充所消耗的原料。
具体过程如下：通过导管将原料m引入圆形槽1中，在那里熔融后，流入坩埚2内，坩埚被安放在可旋转的支撑环3上，支撑环3和晶体9可同步旋转，以保证在生长过程中熔体的轴向温场的对称性。
由于晶体的直径很大，而晶体和埚壁之间的距离很小，因此，晶体直径的微笑变化（生长界面的高度也相应变化）将引起液面高度的明显变化。
一个带有铂探针5的熔体液面规4能根据液面高度的微笑改变，通过补偿电路6而相应地调节坩埚的附加点源，是液面的高度保持恒定，以保证晶体的生长重量与补加原料的重量始终相等，从而达到自动控制晶体直径的目的。
由于在生长过程中，坩埚内不断地有原料补充，从而使所需要提拉晶体的尺寸不受坩埚内物料的限制，晶体的尺寸可以长大。
1.1.4.3 冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)冷心放肩微量提拉法(Sapphire growthtechnique with micro-pulling and shoulderexpanding at cooled center，SAPMAC)是在对泡生法和提拉法改进的基础上发展而来用于生长大尺寸蓝宝石晶体的方法，晶体生长系统主要包括控制系统、真空系统、加热体、冷却系统和热蔽装置等，右图是晶体生长系统简图。
该方法生长的单晶，外型通常为梨形，晶体直径可以生长到比坩埚内径小l0~20mm的尺寸。
籽晶被加工成劈形，利用籽晶夹固定在热交换器底部。
热交换器可以完成籽晶的固定、晶体的转动和提拉，以及热交换器、晶体和熔体之间热量的交换作用。
加热体、冷却系统和热屏蔽装置协同作用，为晶体生长提供一个均匀、稳定、可控的温场。
根据晶体生长所处的引晶、放肩、等径和退火及冷却阶段的特点，通过调节热交换器中工作流体的温度、流量，加热温度(加热体所能提供的坩埚外壁环境温度)可以精确控制晶体和熔体内温度梯度、热量传输、完成晶体生长。
冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体时，通常可将整个晶体生长过程分为四个控制阶段，即引晶、放肩、等径、退火及冷却阶段。
引晶与放肩阶段主要是利用调节热交换器散热能力，适当配合一定的降低加热温度(加热系统所能提供的坩埚外壁温度)的方式来实现对晶体的缩颈和放肩控制。
此时晶体生长界面凸出率及温度梯度较大，其有利于采用较大的放肩角，减小放肩距离，防止界面翻转，同时能够将籽晶内的位错等原有缺陷快速从晶体中扩散到晶体表面，有效降低晶体内的缺陷含量。
较大的界面温度梯度还能够提高晶体生长驱动力，增加界面稳定性。
待晶体直径长到所需尺寸(冷心放肩微量提拉法晶体直径可以长到距坩埚内壁1~3cm)后，晶体开始等径生长，进入等径阶段。
随着晶体尺寸的长大，热交换器的散热对晶体生长效率迅速减小，故晶体进入等径生长阶段后，主要是通过降低加热温度(加热系统所能提供的坩埚外壁温度)来实现晶体生长。
该方法主要特点：1)通过冷心放肩，保证了大尺寸晶体生长，整个结品过程晶向遗传特性良好，材料品质优良。
2)通过高精度的能量控制配合微量提拉，使得在整个晶体生长过程中无明显的热扰动，缺陷萌生的几率较其他方法明显降低。