CN111394785A - 一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构。该结构包括上隔热屏、坩埚盖、坩埚盖支撑杆、坩埚、坩埚固定杆、驱动电机、发热体、钨盘和钨柱。坩埚固定杆和坩埚盖支撑杆均为钨棒加工而成，设置在坩埚周围。该结构通过驱动电机控制坩埚固定杆能精确调节坩埚冷心位置，在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚偏移。坩埚盖支撑杆在坩埚固定杆上方，起到支撑坩埚盖的作用。本发明结构能进一步提高热场稳定性，采用坩埚盖自支撑结构能够延长坩埚使用寿命，从而进一步提升产品良率、降低产品成本。
Description
技术领域
本发明涉及蓝宝石生长领域，具体涉及一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构。
背景技术
蓝宝石(Al2O3单晶)俗称刚玉，是一种简单配位型氧化物晶体，由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合，属于六方晶系。具有优良的光学、力学、热学、电学、耐腐蚀性能和化学稳定性，是一种综合性能优良的的晶体。蓝宝石晶体材料是使用最广泛的氧化物衬底材料之一，在微电子-光学领域、通信、医学等领域有着广阔的应用前景。
蓝宝石单晶生长方法很多种，泡生法（KY）为目前商业化生产高质量、大尺寸蓝宝石单晶的主要方法之一。泡生法蓝宝石晶体生长炉热场结构多采用钨发热体、钨钼复合结构隔热屏、钨坩埚。其中坩埚放置在底部钨柱上，在晶体生长过程中由于熔体对流会出现坩埚偏移和坩埚与发热体接触的现象，导致晶体生长失败。坩埚盖为多层钼片结构，设置在坩埚上，由于晶体生长在2200℃温度下，坩埚内熔体对流以及高温下坩埚盖对坩埚施加向下的压力，会导致坩埚口直径小于底部直径,晶体无法从坩埚中取出。因此，急需提供一种坩埚固定和自支撑结构。
发明内容
本发明针对泡生法蓝宝石晶体生长过程中存在的问题，提供一种以解决坩埚偏移和坩埚盖重量导致坩埚口直径小于坩埚底部直径等问题的蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构。
本发明的目的是这样实现的，它包括上隔热屏、坩埚盖、坩埚盖支撑杆、坩埚、坩埚固定杆、驱动电机、驱动连杆、发热体、钨盘和钨柱，上隔热屏设置在坩埚盖上方，发热体设置在坩埚外围，钨盘设置在坩埚下方发热体内部，钨柱支撑钨盘设置；坩埚周围有6个坩埚固定杆，且均设置有独立驱动电机；坩埚盖支撑杆设置在坩埚固定杆上方支撑坩埚盖，驱动电机与坩埚固定杆通过驱动连杆连接，驱动电机通过驱动连杆控制坩埚固定杆伸缩梁，通过控制6个坩埚固定杆的伸缩梁控制坩埚与发热体之间的距离。
坩埚固定杆通过驱动电机控制能精确调节坩埚冷心位置，在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚偏移的现象产生。坩埚盖支撑杆在坩埚固定杆上方，起到支撑坩埚盖的作用，以解决坩埚盖重量对坩埚口直径的影响。在晶体生长过程中，该结构能提高热场稳定性，坩埚盖自支撑结构能够延长坩埚使用寿命，从而进提升产品良率。
本发明还有这样一些特征：
1、所述的6个坩埚固定杆，每个固定杆之间夹角为60°，固定杆通过电机驱动，坩埚固定杆和坩埚盖支撑杆均为钨棒加工而成，6个坩埚固定杆均为独立驱动电机。
2、所述的坩埚盖为多层同心圆环钼片构成，钼片层数为5-8层。
本发明有益效果有：
1.本发明一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构中，坩埚固定杆能够精确调节设备冷心位置，在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚发生偏移。
2.本发明一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构中，坩埚盖支撑杆支撑坩埚盖，解决了高温下坩埚盖对坩埚施加向下的压力，会导致坩埚口直径小于底部直径,晶体无法从坩埚中取出等问题。
本发明能够进一步提高设备稳定性，从而进一步提升产品良率、降低产品成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为驱动连杆与坩埚固定杆连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进一步说明。
结合图1-2，本实施例包括上隔热屏1、坩埚盖2、坩埚盖支撑杆3、坩埚4、坩埚固定杆5、驱动电机6、驱动连杆7、发热体8、钨盘9和钨柱10，上隔热屏1设置在坩埚盖2上方，发热体8设置在坩埚4外围，钨盘9设置在坩埚4下方发热体8内部，钨柱10支撑钨盘9设置；坩埚盖支撑杆3设置在坩埚固定杆5上，坩埚固定杆分布在坩埚4周围。驱动电机6通过驱动连杆7控制坩埚固定杆能精确调节坩埚壁与发热体8之间的距离，以调节设备冷心。固定杆设置在侧隔热屏，驱动电机通过驱动连杆控制坩埚固定杆伸缩量，坩埚周围有6个坩埚固定杆，且均设置有独立驱动电机。通过控制6个坩埚固定杆的伸缩梁，用伸缩梁控制坩埚与加热体之间的距离。同时坩埚固定杆在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚偏移的现象产生。坩埚底部依次为钨盘9和钨柱10。坩埚盖支撑杆在坩埚固定杆上方，起到支撑坩埚盖2的作用，以解决坩埚盖重量对坩埚口直径的影响。上隔热屏1设置在坩埚盖上方，起到保温的作用。在晶体生长过程中，该结构能提高热场稳定性，坩埚盖自支撑结构能够延长坩埚使用寿命，从而进提升产品良率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只限于这些说明。对于具有本发明所属领域基础知识的人员来讲，可以很容易对本发明进行变更和修改，这些变更和修改都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构，其特征在于它包括上隔热屏、坩埚盖、坩埚盖支撑杆、坩埚、坩埚固定杆、驱动电机、驱动连杆、发热体、钨盘和钨柱，上隔热屏设置在坩埚盖上方，发热体设置在坩埚外围，钨盘设置在坩埚下方发热体内部，钨柱支撑钨盘设置；坩埚周围有6个坩埚固定杆，且均设置有独立驱动电机；坩埚盖支撑杆设置在坩埚固定杆上方支撑坩埚盖，驱动电机与坩埚固定杆通过驱动连杆连接，驱动电机通过驱动连杆控制坩埚固定杆伸缩梁，通过控制6个坩埚固定杆的伸缩梁控制坩埚与发热体之间的距离。
2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构，其特征在于所述的6个坩埚固定杆每个之间夹角为60°。
3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构，其特征在于所述的坩埚盖为多层同心圆环钼片构成，钼片层数为5-8层。
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