CN103484931A - 一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖 - Google Patents

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李涛
黄小卫
赵慧彬
杨敏
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本发明涉及蓝宝石单晶生长领域，更具体地说，涉及一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，包括至少两层圆环钨板，所述的圆环钨板外径相同，内径不同；并且按内径从小到大，从上到下依次设置；并且圆环钨板存在间隙；在利用顶部籽晶温度梯度法对坩埚内的籽晶进行加热时，获取晶体稳定生长的温度梯度。本发明所述的冷坩埚盖具有如下优点：均衡性好、稳定性好、结构设计灵活、一致性好。

Description

一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖
技术领域
本发明涉及蓝宝石单晶生长领域，更具体地说，涉及一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖。
背景技术
目前，传统设备的坩埚盖多采用单层保温结构，此结构由于热辐射时会带走不同程度的热量，从而使晶体在坩埚中生长时的纵横向温场温差过大，不能实现对温度梯度的精确控制。
现有技术不足：
1、结构设计单一，几层盖片单贴在一起没有形成一个更适合晶体生长的温度梯度环境；
2、盖板口径过大，细颈及放肩过程中杂物或脏东西更容易掉入溶液和肩部位置，会导致晶体出现多晶、包络等缺陷；
3、结构单一的盖板在使用一定炉次后容易变形，使保温效果变差，会导致晶体生长过程中温场不稳定使晶体控径难以把握，从而在后续晶体生长过程中出现大面积长角现象，以致在晶体提脱、退火过程中应力过大而造成晶体开裂；
4、生长大尺寸蓝宝石晶体最大的工艺难点之一是控径，且生长的晶体尺寸越大，其过大的温场梯度设计越难把握，而结构单一的坩埚盖板更是无法满足大尺寸晶体控径温梯的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构设计简单，并能获得晶体稳定生长的用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖。
本发明的技术方案如下：
一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，包括至少两层圆环钨板，所述的圆环钨板外径相同，内径不同；并且按内径从小到大，从上到下依次设置；并且圆环钨板存在间隙；在利用顶部籽晶温度梯度法对坩埚内的籽晶进行加热时，获取晶体稳定生长的温度梯度。
作为优选，圆环钨板上设置有螺丝孔，螺钉穿过螺丝孔，通过螺母锁紧。
作为优选，圆环钨板间设置有螺母，通过螺母隔挡形成圆环钨板间的间隙。
作为优选，每层圆环钨板间设置有调节装置，用于调节圆环钨板间的间隙大小。
作为优选，所述的调节装置为分别旋紧在圆环钨板上下表面的调节螺母，将上下表面的调节螺母分别沿螺钉往远离相邻圆环钨板的方向旋出，实现圆环钨板间隙的的调节。
作为优选，圆环钨板的圆心在同一条直线上。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的冷坩埚盖具有如下优点：
1、均衡性好：本发明采用多层圆形钨板的结构，均衡了冷坩埚内的保温性，利用了钨材质熔点高、热传导性能好的特点，进一步保证了晶体生长的高温环境。
2、稳定性好：多层圆形钨板的间距组合，保证了冷坩埚内晶体生长热辐射时产生的纵向与横向间的温度梯度差，以能更准确的把握晶体在控径时的精确度，从而解决了晶体生长过程中温度偏差过大而产生的长角问题。
3、结构设计灵活：在晶体生长一定炉次以后，保温材料的挥发和微小变形会使整个温场也有一定程度的变化，尤其是坩埚口上端的梯度会发生相应的变化。但使用此发明设计的钨板结构，可通过调节冷坩埚盖阶梯高度和增减保温钨板层数来弥补温场这一变化缺陷。
4、一致性好：本发明设计的结构更有效的保证了大尺寸晶体在生长控径时所需的温场要求，在后续生长过程中使晶体质量品质一致性更稳定。
附图说明
图1是所述的冷坩埚盖的剖视示意图；
图2是所述的冷坩埚盖的俯视示意图；
图中：1是圆环钨板，2是间隙，3是螺母。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，包括至少两层圆环钨板，所述的圆环钨板外径相同，内径不同；并且按内径从小到大，从上到下依次设置，圆环钨板的圆心在同一条直线上。圆环钨板上设置有螺丝孔，螺钉穿过螺丝孔，通过螺母锁紧，得到整体的冷坩埚盖。
为了实现对温度梯度的稳定性与精确控制，圆环钨板存在间隙，用于在利用顶部籽晶温度梯度法对坩埚内的籽晶进行加热时，获取晶体稳定生长的温度梯度。圆环钨板间设置有螺母，通过螺母隔挡形成圆环钨板间的间隙。
为了实现温度梯度的可调性与灵活性，每层圆环钨板间设置有调节装置，用于调节圆环钨板间的间隙大小。所述的调节装置为分别旋紧在圆环钨板上下表面的调节螺母，将上下表面的调节螺母分别沿螺钉往远离相邻圆环钨板的方向旋出，实现圆环钨板间隙的的调节。
如果需要加装或拆卸圆环钨板，只需要卸下调节螺母，即可卸下圆环钨板。如果需要加装圆环钨板，依次旋入调节螺母、圆环钨板、调节螺母，即可完成加装操作。如果需要加装或拆卸的圆环钨板位于冷坩埚盖的中间层，则需要卸下阻挡在其前面的圆环钨板，加装或拆卸圆环钨板，再将预先卸下的圆环钨板重新安装上即可。
实施例1
本发明还提供了一种获取晶体稳定生长的温度梯度的冷坩埚盖，如图1、图2所示，冷坩埚盖由一定厚度的四块外径相同内径不同的圆形钨板1组成，所述的圆形钨板1上设置有若干个螺丝孔，所述的四块圆形钨板1用螺母3固定组装而成。
所述的圆形钨板1从上层到底层的内径分别为250mm、200mm、150mm、100mm，外径均为330mm，上下间隙2均为5mm。
所述的内径为250mm和100mm的圆形钨板1上均设置有16个直径为8.5mm的螺丝孔，内径为200mm和150mm的圆形钨板1上分别设置有16个直径为8.5mm和12个直径为5.5mm的螺丝孔。
实施例2
本实施例中，圆环钨板的上下表面设置有调节螺母，用于调节圆环钨板间的间隙，便于加装或拆卸圆环钨板。其他部分与实施例1相同。
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (6)

1.一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，其特征在于，包括至少两层圆环钨板，所述的圆环钨板外径相同，内径不同；并且按内径从小到大，从上到下依次设置；并且圆环钨板存在间隙；在利用顶部籽晶温度梯度法对坩埚内的籽晶进行加热时，获取晶体稳定生长的温度梯度。
2.根据权利要求1所述的顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，其特征在于，圆环钨板上设置有螺丝孔，螺钉穿过螺丝孔，通过螺母锁紧。
3.根据权利要求2所述的顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，其特征在于，圆环钨板间设置有螺母，通过螺母隔挡形成圆环钨板间的间隙。
4.根据权利要求2所述的顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，其特征在于，每层圆环钨板间设置有调节装置，用于调节圆环钨板间的间隙大小。
5.根据权利要求4所述的顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，其特征在于，所述的调节装置为分别旋紧在圆环钨板上下表面的调节螺母，将上下表面的调节螺母分别沿螺钉往远离相邻圆环钨板的方向旋出，实现圆环钨板间隙的的调节。
6.根据权利要求1所述的顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖，其特征在于，圆环钨板的圆心在同一条直线上。
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