CN108203842A - 一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头 - Google Patents

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承刚
闫焓
曲伟明
曽典盛
章永新
李旭东
张义
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    • 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
    • C30B15/32—Seed holders, e.g. chucks
    • 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
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Abstract

本发明属于蓝宝石单晶生长技术与设备领域，具体是一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，在籽晶夹头上设有Y型籽晶槽，Y型槽上为V型设计，下为I型设计，设有对称平行四边形凸槽，平行四边形凸槽下设有斜型凹槽。本发明由于采用了新的籽晶夹头设计，其斜型槽结构使籽晶承受生长过程中所有称重力，其平行四边形凸槽承受籽晶在旋转过程中产程扭力，从最简易程度上解决了籽晶需要外界辅助设施解决籽晶横向扭力，从最大程度上节约了大量成本，及辅助设施产生的不稳定性。更重要的是Y型槽在下部长方形的结构解决了籽晶下方晃动的问题，可以实现无缝契合，籽晶更不易折断，在平行四边形凸槽的辅助下，使得籽晶更稳定，解决了籽晶的脱落问题，及由于方形或者半圆型凸槽边界造成对籽晶直接接触的应力问题，从而提高了籽晶装配的简易性，降低籽晶夹头的加工及籽晶辅助措施的成本，及提高晶体生长的成功率。

Description

一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头
技术领域
本发明涉及晶体生长工艺技术领域，尤其涉及一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头。
背景技术
晶体是最重要一类基础材料，常用的晶体材料包括单晶硅、蓝宝石、YAG、水晶等等。对晶体材料的要求一般都比较严格，高质量的晶体应具有极少的缺陷和较大的尺寸。因此晶体生长技术的进步往往是以晶体尺寸的提高体现的。以蓝宝石为例，它是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料，由于具有优良的物理、机械、化学及红外透光性能，一直是微电子、航空航天、军工等领域急需的材料，尤其是光学级大尺寸蓝宝石材料，由于其具有性能稳定、市场需求量大、综合利用率及产品附加值高等特点，生长高质量大尺寸蓝宝石的技术，一直是国内外研究开发和产业化热点。
要实现大尺寸的高质量晶体生长，一种稳定，装配简单，低成本的籽晶夹头成为晶体生长的重要一环。根据蓝宝石生长的特点，在准备期间，籽晶的切磨及籽晶的装配中间重要的一环，加工的精度及籽晶的稳定，直接影响后期晶体的生长，作为承载籽晶的籽晶夹头，合理的设计可以简化籽晶的装配，减少籽晶夹头的辅助材料使用；稳定的结构可以提高在蓝宝石生长的引晶初期因为籽晶产生的稳定性。尤其在大规模蓝宝石晶体生长车间，一个简单易用结构稳定的籽晶夹头不仅仅能从人工，材料，时间这三个方面来减少生产的运营成本，还能进一步提高晶体生长的成功率。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的主要目的在于提供一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，能够在保持籽晶稳定的条件下，实现籽晶稳定性，籽晶装配的简易性，提高蓝宝石生长成功率，降低工厂人工、时间、及材料的成本。
技术方案
为实现上述目的，本发明公开了具体是一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，在籽晶夹头上设有Y型籽晶槽，Y型槽上为V型设计，下为I型设计，设有对称平行四边形凸槽，平行四边形凸槽下设有斜型凹槽。本发明由于采用了新的籽晶夹头设计，其斜型槽结构使籽晶承受生长过程中所有称重力，其平行四边形凸槽承受籽晶在旋转过程中产程扭力，从最简易程度上解决了籽晶需要外界辅助设施解决籽晶横向扭力，从最大程度上节约了大量成本，及辅助设施产生的不稳定性。更重要的是Y型槽在下部长方形的结构解决了籽晶下方晃动的问题，可以实现无缝契合，籽晶更不易折断，在平行四边形凸槽的辅助下，使得籽晶更稳定，解决了籽晶的脱落问题，及由于方形或者半圆型凸槽边界造成对籽晶直接接触的应力问题，从而提高了籽晶稳定性，籽晶装配的简易性，降低籽晶夹头的加工及籽晶辅助措施的成本，及提高晶体生长的成功率。
有益效果
从上述技术方案可以看出，本发明提供的易装配低成本籽晶夹头，只需要将加工好的籽晶放进籽晶夹头即可完成籽晶的装配工作。简单而稳定的解决了籽晶装配。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1、图2是本发明提供的一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头示意图。
附图标记说明
1Y型槽 2平行四边形凸槽
3斜型凹槽。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要指出的是，本发明所要求保护的结构并不限于实施例及说明书附图中的具体结构。对于本领域普通技术人员可以推知的其他结构形式，亦属于本发明所要求保护的范围之内。
在本发明中，在未作用相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右。
在本发明的实施例中,如图1所示，图1是本发明提供的高精度称重的量程放大系统结构示意图。一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，其特征在于：一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，在籽晶夹头上设有Y型籽晶槽，Y型槽上为V型设计，下为I型设计，设有对称平行四边形凸槽，平行四边形凸槽下设有斜型凹槽。
在本发明的实施例中：V型的设有上平行四边形凸槽，下设有斜型凹槽，其斜型的凹槽角度要与Y型槽的角度一致，让籽晶更为契合，从而承受籽晶在晶体生长过程中所有的下坠力，减少其因他形状的产生的应力，防止籽晶生长过程中出现折断现象。
在本发明的实施例中：斜型凹槽上设有平行四边形凸槽，利用凸出的边界抵消籽晶在初期引晶过程形成的横向扭力，从最简易，低成本角度解决籽晶夹头需要外界辅助材料来固定籽晶的问题。
在本发明的实施例中：Y型凹槽的下部为I型设计，使得籽晶夹头加工更为简单，籽晶的下部与籽晶夹头更为契合。
在本发明的实施例中：Y型整体设计在加工中一次成型，在上部V型斜率固定后，更易制作籽晶自动加工设备，从而减少人工切磨籽晶，提高籽晶加工效率，减少人工成本。
在本发明的实施例中，在使用过程中，只需要将加工好的籽晶放入Y型凹槽中，即可完成装配工作，放置入炉中准备长晶。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，其特征在于：一种晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，在籽晶夹头上设有Y型籽晶槽，Y型槽上为V型设计，下为I型设计，设有对称平行四边形凸槽，平行四边形凸槽下设有斜型凹槽。
2.根据权利要求说明书1所述的晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，其特征在于：V型的设有上平行四边形凸槽，下设有斜型凹槽，其斜型的凹槽角度要与Y型槽的角度一致，让籽晶更为契合，从而承受籽晶在晶体生长过程中所有的下坠力，减少其因他形状的产生的应力，防止籽晶生长过程中出现折断现象。
3.根据权利要求说明书1所述的晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，其特征在于：斜型凹槽上设有平行四边形凸槽，利用凸出的边界抵消籽晶在初期引晶过程形成的横向扭力，从最简易，低成本角度解决籽晶夹头需要外界辅助材料来固定籽晶的问题。
4.根据权利要求说明书1所述的晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，其特征在于：Y型凹槽的下部为I型设计，使得籽晶夹头加工更为简单，籽晶的下部与籽晶夹头更为契合。
5.根据权利要求说明书1所述的晶体生长用易装配低成本籽晶夹头，其特征在于：Y型整体设计在加工中一次成型，在上部V型斜率固定后，更易制作籽晶自动加工设备，从而减少人工切磨籽晶，提高籽晶加工效率，减少人工成本。
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