CN104630888A - 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖 - Google Patents

一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖 Download PDF

Info

Publication number
CN104630888A
CN104630888A CN201410794516.8A CN201410794516A CN104630888A CN 104630888 A CN104630888 A CN 104630888A CN 201410794516 A CN201410794516 A CN 201410794516A CN 104630888 A CN104630888 A CN 104630888A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tungsten
circular plate
crucible cover
visual
ring plates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410794516.8A
Other languages
English (en)
Inventor
黄小卫
李涛
裴广庆
柳祝平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FUJIAN XINJIN PRECISION CORUNDUM TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
FUJIAN XINJIN PRECISION CORUNDUM TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FUJIAN XINJIN PRECISION CORUNDUM TECHNOLOGY CO LTD filed Critical FUJIAN XINJIN PRECISION CORUNDUM TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201410794516.8A priority Critical patent/CN104630888A/zh
Publication of CN104630888A publication Critical patent/CN104630888A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16—Oxides
    • C30B29/20—Aluminium oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B15/00—Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/20—Controlling or regulating
    • C30B15/22—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal
    • C30B15/26—Stabilisation or shape controlling of the molten zone near the pulled crystal; Controlling the section of the crystal using television detectors; using photo or X-ray detectors

Abstract

本发明涉及一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，包括若干层圆环板，圆环板通过钨螺杆套件穿设固定为整体，圆环板与圆环板间设置有U型隔垫；圆环板向上而下，内径递增，外径递增；圆环板开设有观察孔，观察孔穿透所有圆环板。本发明所述的坩埚盖采用下层为圆环钨板、上层为圆环钼板的结合方式，并且圆环板与圆环板之间采用U型隔垫，不仅节省成本，还可保证坩埚盖整体具有一定的结构强度，延长整个坩埚盖的使用寿命，及有效抑制因变形严重导致坩埚口上端的温度梯度发生变化和挥发物、杂质等掉落至熔液影响原料纯度的现象。

Description

一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖
技术领域
本发明涉及晶体生长技术与设备领域，更具体地说，涉及一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖。
背景技术
蓝宝石晶体生长温度约为2050℃，在生长蓝宝石单晶，尤其是大尺寸蓝宝石单晶时,为保持炉内温度，控制合理的温度梯度，对保温系统的要求较为苛刻。保温结构包括坩埚盖、上下隔热屏、保温筒、保温填料需要等。由于蓝宝石单晶的生长温度高，因此，要求保温材料具有较高的机械和热负载能力。加强低温区的保温,控制温度梯度和高温区的过热温度,以保证晶体不开裂,生长界面稳定与熔体不局部成核结晶。
另外，生长高品质、高熔点的蓝宝石晶体，要求生长环境相对纯净。若采用低熔点材料保温，在高温生长环境下会挥发，并进入晶体内部。虽然部分杂质(例如炭杂质)可以通过退火工艺可以消除，但杂质取出后所留下的原子空位却无法消除，对晶体品质造成不良影响。
坩埚盖位于坩埚的上方，接受热辐射最多。为保持炉内温度、防止过高的温度对炉壳造成损害，坩埚盖必须有很好的隔热效果，另外，坩埚盖上还需要预留出籽晶插孔及观察窗的位置。
现有坩埚盖的籽晶插孔及观察窗均设置在坩埚盖中心位置，当晶体尺寸大于80Kg级时，必须加大开孔尺寸才能观察到晶体放肩、控径的生长状况，当坩埚盖中部开孔较大时，不仅会影响坩埚盖的保温性能和晶体生长的温度梯度，同时杂质更容易从开孔部位掉入生长熔液。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种埚口梯度调节效果好、便于观察的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖。
本发明的技术方案如下：
一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，包括若干层圆环板，圆环板通过钨螺杆套件穿设固定为整体，圆环板与圆环板间设置有U型隔垫；圆环板向上而下，内径递增，外径递增；圆环板开设有观察孔，观察孔穿透所有圆环板。
作为优选，圆环板包括若干层圆环钼板或圆环钨板，或者包括若干层圆环钼板与至少一层圆环钨板，圆环钼板设置在圆环钨板上方。
作为优选，钨螺杆套件包括钨螺杆、螺帽、钨铝丝，钨螺杆穿设在所有圆环板后，钨螺杆的一端旋接螺帽，钨螺杆的另一端开设有至少一个径向的固定通孔，钨铝丝穿设在固定通孔内。
作为优选，用钨绳将钨铝丝与钨螺杆紧密缠绕。
作为优选，观察孔在圆环板上沿圆周方向均匀公布。
作为优选，观察孔为长条状，并且呈放射状排列。
作为优选，观察孔为椭圆孔，椭圆远离圆环板中心的顶点到圆环板中心的距离不小于180mm，短轴为20-40mm。
作为优选，U型隔垫呈放射状设置在圆环板与圆环板之间，将相邻的圆环板隔开，U型隔垫的长度小于与其相邻的下方的圆环板的圆环宽度。
作为优选，钨螺杆套件均匀设置在圆环板的外侧，U型隔垫的一端穿设在钨螺杆套件上。
本发明的有益效果如下：
1、本发明所述的坩埚盖采用下层为圆环钨板、上层为圆环钼板的结合方式，并且圆环板与圆环板之间采用U型隔垫，不仅节省成本，还可保证坩埚盖整体具有一定的结构强度，延长整个坩埚盖的使用寿命，及有效抑制因变形严重导致坩埚口上端的温度梯度发生变化和挥发物、杂质等掉落至熔液影响原料纯度的现象；
2、采用多层圆环板的结构，利用钨钼材质熔点高、热传导性能好的特点可进一步保证晶体生长的高温环境，同时通过调节圆环板之间的间隙能够获得均匀稳定的温场，并形成适合于80Kg级以上大尺寸蓝宝石生长的温度梯度，大大提高大尺寸蓝宝石晶体的品质；
3、在圆环板上沿圆周均匀开设观察孔，便于观察大尺寸晶体的生长过程，同时也可缩小圆环板中心的开孔尺寸，这样既降低了杂质掉入生长熔液的可能，还保证了晶体放肩生长的高温环境，更便于准确把握晶体在放肩、控径时的尺寸精确度，解决晶体放肩及控径生长时因尺寸控制和温度控制偏差过大产生的长角、而引起的制程异常和晶体整体开裂问题；
4、钨螺杆套件采用一端加工固定通孔，即采用插销固定、钨绳加固的固定方式，操作简单，同时根本杜绝了采用两头螺帽固定方式因高温使用或使用多次后无法松开的问题。这样本发明所述的坩埚盖实现了可拆卸、更换的效果，很大程度上节省生产成本和保证了坩埚盖的安全使用。
附图说明
图1是本发明的剖视图；
图2是本发明的俯视图；
图中：10是圆环板，11是U型隔垫，12是钨螺杆，13是螺帽，14是钨铝丝，15是固定通孔，16是观察孔。
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。
如图1、图2所示的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，包括若干层圆环板10，圆环板10通过钨螺杆套件穿设固定为整体，圆环板10与圆环板10间设置有U型隔垫11；圆环板10向上而下，内径递增，外径递增；圆环板10开设有观察孔16，观察孔16穿透所有圆环板10。
圆环板10包括若干层圆环钼板或圆环钨板，或者包括若干层圆环钼板与至少一层圆环钨板，圆环钼板设置在圆环钨板上方。下层为圆环钨板、上层为圆环钼板的结合方式，并且圆环板10与圆环板10之间采用U型隔垫11，不仅节省成本，还可保证坩埚盖整体具有一定的结构强度，延长整个坩埚盖的使用寿命，及有效抑制因变形严重导致坩埚口上端的温度梯度发生变化和挥发物、杂质等掉落至熔液影响原料纯度的现象。根据钼与钨的材料特性，通过改变圆环钼板与圆环钨板的数量，可以对生长炉内的温度进行微调。
U型隔垫11呈放射状设置在圆环板10与圆环板10之间，将相邻的圆环板10隔开，U型隔垫11的长度小于与其相邻的下方的圆环板10的圆环宽度。
本实施例中，包括至少5层圆环板10，圆环钨板数量为1-2片，U型隔垫11为U型钨隔垫。在圆环板10外侧沿圆周方向均布8-16个安装固定通孔15，并于安装固定通孔15中套接有钨螺杆套件；U型隔垫11长度根据每层圆环板10外径内径大小设置，隔垫高度为2-5mm。
钨螺杆套件包括钨螺杆12、螺帽13、钨铝丝14，钨螺杆12穿设在所有圆环板10后，钨螺杆12的一端旋接螺帽13，钨螺杆12的另一端开设有至少一个径向的固定通孔15，钨铝丝14穿设在固定通孔15内。钨螺杆套件均匀设置在圆环板10的外侧，U型隔垫11的一端穿设在钨螺杆套件上。
本实施例中，钨螺杆12直径3-8mm，钨螺杆12一端设有配套螺帽13，钨螺杆12另一端沿径向方向设置有直径为2-2.5mm的固定通孔15，固定通孔15个数为1-3个，在固定通孔15处配有长20-30mm、直径2-2.5mm的钨铝丝14；安装时将每片圆环板10和U型隔垫11穿过，最后用钨铝丝14穿过固定通孔15，再用直径约0.15的钨丝编好的绳将钨螺杆12及钨铝丝14缠绕加以牢固。
观察孔16在圆环板10上沿圆周方向均匀公布，观察孔16为长条状，并且呈放射状排列。在圆环板10上沿圆周均匀开设观察孔16，便于观察大尺寸晶体的生长过程，同时也可缩小圆环板10中心的开孔尺寸，这样既降低了杂质掉入生长熔液的可能。还保证了晶体放肩生长的高温环境，更便于准确把握晶体在放肩、控径时的尺寸精确度，解决晶体放肩及控径生长时因尺寸控制和温度控制偏差过大产生的长角、而引起的制程异常和晶体整体开裂问题。
本实施例中，所述观察孔16个数为3个，形状为椭圆形，椭圆远离圆环板中心的顶点到圆环板中心的距离不小于180mm，短轴为20-40mm。针对于常见的肩宽300mm的晶体，椭圆远离圆环板中心的顶点到圆环板中心的距离为200mm，短轴为30mm。
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 (9)

1.一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，包括若干层圆环板，圆环板通过钨螺杆套件穿设固定为整体，圆环板与圆环板间设置有U型隔垫；圆环板向上而下，内径递增，外径递增；圆环板开设有观察孔，观察孔穿透所有圆环板。
2.根据权利要求1所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，圆环板包括若干层圆环钼板或圆环钨板，或者包括若干层圆环钼板与至少一层圆环钨板，圆环钼板设置在圆环钨板上方。
3.根据权利要求1所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，钨螺杆套件包括钨螺杆、螺帽、钨铝丝，钨螺杆穿设在所有圆环板后，钨螺杆的一端旋接螺帽，钨螺杆的另一端开设有至少一个径向的固定通孔，钨铝丝穿设在固定通孔内。
4.根据权利要求3所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，用钨绳将钨铝丝与钨螺杆紧密缠绕。
5.根据权利要求1所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，观察孔在圆环板上沿圆周方向均匀公布。
6.根据权利要求5所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，观察孔为长条状，并且呈放射状排列。
7.根据权利要求6所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，观察孔为椭圆孔，椭圆远离圆环板中心的顶点到圆环板中心的距离不小于180mm，短轴为20-40mm。
8.根据权利要求1所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，U型隔垫呈放射状设置在圆环板与圆环板之间，将相邻的圆环板隔开，U型隔垫的长度小于与其相邻的下方的圆环板的圆环宽度。
9.根据权利要求1所述的用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖，其特征在于，钨螺杆套件均匀设置在圆环板的外侧，U型隔垫的一端穿设在钨螺杆套件上。
CN201410794516.8A 2014-12-18 2014-12-18 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖 Pending CN104630888A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410794516.8A CN104630888A (zh) 2014-12-18 2014-12-18 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410794516.8A CN104630888A (zh) 2014-12-18 2014-12-18 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104630888A true CN104630888A (zh) 2015-05-20

Family

ID=53210119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410794516.8A Pending CN104630888A (zh) 2014-12-18 2014-12-18 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104630888A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850687A (zh) * 2020-07-22 2020-10-30 哈尔滨秋硕半导体科技有限公司 一种泡生法蓝宝石单晶炉用坩埚盖结构

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102181942A (zh) * 2011-04-21 2011-09-14 无锡市惠德晶体控制设备有限公司 硅单晶炉炉盖观察窗
CN102605420A (zh) * 2012-03-19 2012-07-25 上海施科特光电材料有限公司 一种泡生法单晶炉的全角度视窗
CN203420011U (zh) * 2013-08-28 2014-02-05 苏州巍迩光电科技有限公司 一种冷心可调的泡生法蓝宝石单晶生长的保温结构
CN103774226A (zh) * 2014-01-26 2014-05-07 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种大尺寸蓝宝石单晶炉保温结构
CN104152995A (zh) * 2014-09-04 2014-11-19 南京晶升能源设备有限公司 用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏
CN204385325U (zh) * 2014-12-18 2015-06-10 福建鑫晶精密刚玉科技有限公司 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102181942A (zh) * 2011-04-21 2011-09-14 无锡市惠德晶体控制设备有限公司 硅单晶炉炉盖观察窗
CN102605420A (zh) * 2012-03-19 2012-07-25 上海施科特光电材料有限公司 一种泡生法单晶炉的全角度视窗
CN203420011U (zh) * 2013-08-28 2014-02-05 苏州巍迩光电科技有限公司 一种冷心可调的泡生法蓝宝石单晶生长的保温结构
CN103774226A (zh) * 2014-01-26 2014-05-07 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种大尺寸蓝宝石单晶炉保温结构
CN104152995A (zh) * 2014-09-04 2014-11-19 南京晶升能源设备有限公司 用于蓝宝石单晶炉的组合式下隔热保温屏
CN204385325U (zh) * 2014-12-18 2015-06-10 福建鑫晶精密刚玉科技有限公司 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850687A (zh) * 2020-07-22 2020-10-30 哈尔滨秋硕半导体科技有限公司 一种泡生法蓝宝石单晶炉用坩埚盖结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012513950A (ja) シリコン溶融物から多結晶シリコンインゴットを引き上げるための方法及び引上アセンブリ
CN204385325U (zh) 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖
CN204138819U (zh) 泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏
KR20090062144A (ko) 단결정 잉곳의 제조장치 및 그에 사용되는 열실드
CN105463571A (zh) SiC单晶的制造方法
CN104630888A (zh) 一种用于蓝宝石生长炉的可视坩埚盖
CN105970290A (zh) 一种有效抑制氧化镓晶体缺陷的生长装置
CN116219532B (zh) 一种单晶炉用导流筒、制备方法及单晶炉
JP5715159B2 (ja) 単結晶成長装置
CN104178813A (zh) 泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏
CN112176398A (zh) 一种vgf法生长单晶的单晶炉结构和温度控制方法
JP6263999B2 (ja) シリコン単結晶の育成方法
CN103484931A (zh) 一种用于顶部籽晶温度梯度法的冷坩埚盖
CN102995114B (zh) 大尺寸蓝宝石单晶生长炉用坩埚盖
WO2012108116A1 (ja) 単結晶製造装置及び単結晶製造方法
JP5776587B2 (ja) 単結晶製造方法
CN207130372U (zh) 一种大尺寸蓝宝石单晶炉的上隔热屏结构
JP6217514B2 (ja) サファイア単結晶の製造方法
JP6394124B2 (ja) 坩堝および単結晶の製造方法
JP2018177552A (ja) 単結晶育成用坩堝
CN216107318U (zh) 一种用于晶体生长的坩埚装置
JP2017193469A (ja) アフターヒータ及びサファイア単結晶製造装置
CN203049096U (zh) 一种氮化铝晶体生长制备炉
CN103160920A (zh) 单晶生长炉的加热体结构
CN105088331B (zh) 一种c‑向生长蓝宝石单晶用小角坩埚

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150520

RJ01 Rejection of invention patent application after publication