CN201962424U

CN201962424U - 一种蓝宝石单晶炉

Info

Publication number: CN201962424U
Application number: CN2011200206646U
Authority: CN
Inventors: 徐永亮; 施海斌; 周波
Original assignee: ZHEJIANG YUNFENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YUNFENG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-01-21

Abstract

本实用新型涉及蓝宝石单晶炉技术领域，公开了一种具有保温钨筒结构的蓝宝石单晶炉，该蓝宝石单晶炉包括坩埚、加热器、侧保温屏，所述加热器与所述侧保温屏之间设有沿所述坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒。本实用新型提供的蓝宝石单晶炉，在加热器与侧保温屏之间设有沿坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒。呈筒状的保温钨筒圆度和圆柱度较高，可以确保内部温场的均匀性较高，进而可使得坩埚受热均匀，不会影响蓝宝石的品质；保温钨筒采用高纯钨制成，在高温情况下，钨的化学性能比钼稳定，挥发少，对蓝宝石晶体生长影响小；在高温情况下，保温钨筒的机械性能好、耐用，使用寿命长，维修工作少。

Description

一种蓝宝石单晶炉

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石单晶炉技术领域，尤其涉及一种具有保温钨筒结构的蓝宝石单晶炉。

背景技术

蓝宝石单晶炉是一种用于蓝宝石单晶生长的常用设备。蓝宝石单晶炉通常包括坩埚、加热器，坩埚由支架支撑，坩埚的侧面和底面处均设有加热器，加热器的外侧设有侧保温屏，加热器的下方设有底部保温屏，坩埚的上端口处设有上部保温屏。加热器通电后，将在侧保温屏、底部保温屏与坩埚之间形成内部温场，内部温场对坩埚进行加热。

蓝宝石单晶生长温度在2050℃左右，对隔热材料的要求比较苛刻，隔热材料需要具有较高的机械强度和热负载能力，同时，高品质的蓝宝石单晶生长要求在相对纯净的环境中进行。

现有技术中，通常采用钼材料合金板作为隔热材料置于加热器与侧保温屏之间形成隔热层。将钼材料合金板弯曲成圆弧形，四块圆弧形的钼材料合金板通过铆接的方法形成圆筒状的隔热层，多个隔热层之间加间隔片，通过增加高温区的钼板厚度以达到隔热的目的。

这种结构的蓝宝石单晶炉，筒状的隔热层由四块钼材料合金板拼接而成，使得隔热层的圆度和圆柱度公差很大，影响了内部温场的均匀性，进而可使得坩埚受热不均匀，影响蓝宝石的品质；钼材料合金板的熔点为2610℃，在2050℃左右的高温下容易挥发，挥发的钼金属分子容易从坩埚的上端口进入坩埚内，对蓝宝石晶体生长品质影响大；钼材料合金板通过长时间高温后容易变脆，机械强度差，使用寿命低，维修困难。

因此，如何研发一种内部温场均匀性较高、对蓝宝石晶体生长品质影响较小的蓝宝石单晶炉，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种内部温场均匀性较高、对蓝宝石晶体生长品质影响较小的蓝宝石单晶炉。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种蓝宝石单晶炉，包括坩埚、加热器、侧保温屏，所述加热器与所述侧保温屏之间设有沿所述坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒。

优选的，所述保温钨筒由数量不少于两段的钨筒节沿所述坩埚轴向拼接而成。

优选的，相邻钨筒节的拼接端通过台阶定位的方式连接。

优选的，所述坩埚的下方设有多层底部保温屏，所述底部保温屏呈环形与用于支撑坩埚的支架套接。

优选的，所述底部保温屏为钨片或钼片。

优选的，所述坩埚的上端口设有上部保温屏。

优选的，所述加热器为钨棒加热器。

本实用新型提供的蓝宝石单晶炉，在加热器与侧保温屏之间设有沿坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒。呈筒状的保温钨筒圆度和圆柱度较高，可以确保内部温场的均匀性较高，进而可使得坩埚受热均匀，不会影响蓝宝石的品质；保温钨筒采用高纯钨制成，钨的熔点3410℃，在高温情况下，钨的化学性能比钼稳定，挥发少，对蓝宝石晶体生长影响小；在高温情况下，保温钨筒的机械性能好、耐用，使用寿命长，维修工作少。

附图说明

图1为本实用新型所提供的蓝宝石单晶炉的一种具体实施方式的结构示意图；

其中，图1中：

加热器1、坩埚2、保温钨筒3、侧保温屏4、底部保温屏5、上部保温屏6、支架7、坩埚托8、锆盘9、铜电极10。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种内部温场均匀性较高、对蓝宝石晶体生长品质影响较小的蓝宝石单晶炉。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参看图1，图1为本实用新型所提供的蓝宝石单晶炉的一种具体实施方式的结构示意图。

如图1所示，本实用新型提供的蓝宝石单晶炉包括坩埚2、加热器1，坩埚2内用于容纳蓝宝石晶体，坩埚2的底部由支架7、坩埚托2支撑；加热器1呈筒状设于坩埚2的外侧和底部，加热器1与电源电连接，加热器1的侧面设有侧保温屏4、底面设有底部保温屏5，坩埚2的上部设有上部保温屏6，侧保温屏4、底部保温屏5及上部保温屏6可起到隔热保温作用；在加热器1与侧保温屏4之间设有沿坩埚2轴向延伸的保温钨筒3，保温钨筒3呈圆筒状。

具体的方案中，支架7的底部可固定在锆盘9上，锆盘9形成该蓝宝石单晶炉的底座。

加热器1通电后，将在保温钨筒3与坩埚2之间形成内部温场，内部温场对坩埚2进行加热，可使得蓝宝石晶体在合适的温度下生长。

这种结构的蓝宝石单晶炉，在加热器1与侧保温屏4之间设有沿坩埚2轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒3。呈筒状的保温钨筒3可采用高纯钨煅压后，车成高表面要求的圆筒，保温钨筒3的圆度和圆柱度较高，可以确保内部温场的均匀性较高，进而可使得坩埚2受热均匀，不会影响蓝宝石的品质；保温钨筒3采用高纯钨制成，钨的熔点3410℃，在高温情况下，钨的化学性能比钼稳定，挥发少，对蓝宝石晶体生长影响小；在高温情况下，保温钨筒3的机械性能好、耐用，使用寿命长，维修工作少。

优选的方案中，保温钨筒3可由数量不少于两段的钨筒节沿坩埚2轴向拼接而成，可分别单独加工每个钨筒节，将经过机加工的钨筒节以拼接的方式拼成保温钨筒3，采用这种结构的保温钨筒3，加工工艺较为简单。

更优的方案中，相邻钨筒节的拼接端可通过台阶定位的方式拼接，这种拼接方式可以保证上下两个钨筒节同心度较高，以保证内部温场具有较高的均匀性。

具体的方案中，坩埚2下方的底部保温屏5可以为多层，底部保温屏5可呈环状与支架7套接，环形的底部保温屏5的内圈与支架7配合，底部保温屏5的外圈与保温钨筒3相配合，可以确保保温钨筒3与坩埚2同心。

优选的方案中，底部保温屏5可以采用环形的钨片，在高温情况下，钨的化学性能比钼稳定，挥发少，对蓝宝石晶体生长影响小；在高温情况下，钨片的机械性能好、耐用，使用寿命长，维修工作少。

本实用新型并不对底部保温屏5的结构进行限制，底部保温屏5还可以采用钼片。

优选方案中，加热器1可以采用钨棒加热器1，钨的熔点远高于蓝宝石晶体的熔点，在高温下钨挥发速度慢，且其挥发物在抽真空时可以被抽至炉外，不会在蓝宝石晶体生长过程中进入坩埚2内，对蓝宝石晶体生长影响极小。

具体的方案中，加热器1可通过铜电极10与直流电源连通，对高温区进行加热。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种蓝宝石单晶炉，包括坩埚、加热器、侧保温屏，其特征在于，所述加热器与所述侧保温屏之间设有沿所述坩埚轴向延伸、呈圆筒状的保温钨筒。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶炉，其特征在于，所述保温钨筒由数量不少于两段的钨筒节沿所述坩埚轴向拼接而成。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石单晶炉，其特征在于，相邻钨筒节的拼接端通过台阶定位的方式连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的蓝宝石单晶炉，其特征在于，所述坩埚的下方设有多层底部保温屏，所述底部保温屏呈环形与用于支撑坩埚的支架套接。

5.根据权利要求4所述的蓝宝石单晶炉，其特征在于，所述底部保温屏为钨片或钼片。

6.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶炉，其特征在于，所述坩埚的上端口设有上部保温屏。

7.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶炉，其特征在于，所述加热器为钨棒加热器。