CN202226961U - 蓝宝石单晶长晶炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种蓝宝石单晶长晶炉，包括有真空炉体，真空炉体内设有坩埚，坩埚外缘设有加热组件，加热组件外缘设有隔热装置，坩埚设有旋动件，旋动件链接外部旋动装置，坩埚上端设有拉起件，拉起件链接外部拉起装置及旋动装置，真空炉体具有进气孔及排气孔，分别连通外部气体供应装置及排气装置，真空炉体外部具有中央控制装置，分别链接排气装置，链接气体供应装置提，链接拉起装置及旋动装置以控制拉起件，链接加热组件电源，及链接旋动装置以控制坩埚的旋转，真空炉体与隔热装置间设有冷却槽，冷却槽上端具有冷却液入口连通冷却液供给装置，冷却槽下端具有冷却液出口连通排液装置，以隔绝、冷却真空炉体，避免设在真空炉体外部装置受损。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蓝宝石单晶长晶炉，属单晶蓝宝石成长技术领域，特别是指一种适用于成长如单晶蓝宝石晶体等各种氧化物人工晶体的成长烧结炉结构，具有避免设于真空炉体外部装置受损的功效。
背景技术
目前，氧化物人工晶体于现代科技产品的运用十分重要，以单晶蓝宝石晶体运用于光电产业的发光二极管(LED)为例，氮化镓(GaN)的材料研究也已超过二十年，但一直因为没有晶格常数配合的基板(Substrate)，所以晶体长不好，并且p型氮化镓不易制成，所以进展缓慢，这些问题一直到1983年，日本的田贞史博士(S.Yoshida)等人用氮化铝(AlN)在蓝宝石(Sapphire)基板上先用高温成长做缓冲层，再在其上生长氮化镓时，结晶较好，之后名古屋大学的赤崎勇教授(I.Akasaki)等人发现以有机金属气相沉积法(MOCVD或OMVPE)均匀的在低温(约600℃)长一层薄的氮化铝，再在其上以高温(约1000℃左右)成长氮化镓可以得到像镜面的材料。1991年日亚公司(Nichia Co.)研究员中村修二(S.Nakamura)改用非晶体氮化镓以低温先成长为缓冲层(Buffer Layer)，再以高温成长氮化镓时，亦得到镜面般平坦的膜。另一个如何做p-GaN的问题也获得突破，1989年赤崎勇教授等人首先将镁(Mg)掺杂在氮化镓里使其成长，长成后进行电子束照射得到p型氮化镓，后来日亚公司的中村修二发现电子束不过是使氮化镓的温度升高，使Ma-H中的氢分离而镁受子被活性化产生低阻抗的氮化镓，他发现如果以700℃左右的热退火也可将氢赶走，使镁活性化而完成p型的工作。利用以上二个发现，日亚公司1993年宣布成功开发亮度一烛光(Cd)的GaN蓝光发光二极管(LED)，寿命长达数万小时。此消息发表后，立刻引起全世界的注意，目前全球各地已有很多团体在研究此类材料的制造、性质及应用。
再者，由于蓝宝石基板(氧化铝单晶)的晶格与氮化镓非常接近，是非常适合的基板材料，故蓝宝石基板的长成技术也就格外的重要了。生产蓝宝石基板主要的关键技术在于2050℃高温中将氧化铝粉末熔化及生长晶体。本实用新型申请人先前提出蓝宝石长晶方法，其主要是将氧化铝(Al2O3)粉末经研磨至超威粉体颗粒，再经去芜存菁提纯至99.999％以上、喷雾造粒、添加有机黏结剂、压模、进真空特高温炉先预烧成半熟氧化铝块后，再加热至溶汤状态，直至长晶完成并固化、冷却、收缩成单晶蓝宝石，具有节省单晶蓝宝石长晶时间、成本较低、晶体质量和尺寸不受限制，且质量能满足光学、半导体、通讯等组件的高性能要求等功效。但是，公知的人工晶体成长炉，其热场【热场(hot-zone)是指构成在成长炉真空室内形造晶体生长所需要的适当热及气体流条件所用的装备，一般热场包括例如盛装熔液所用的坩埚、一个或数个不同型式的加热器以及环绕坩埚及加热器而设的热绝缘体】的高温无法仅靠绝缘装置完全阻绝于炉内，释出的高温会对设于真空炉外的控制装置、电路产生不良影响，而无法持续、稳定的生产人工晶体为其缺失。此即为现行习用技术存有最大的缺失，此缺失乃成业界亟待克服的难题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种适用于成长如单晶蓝宝石晶体等各种氧化物人工晶体的蓝宝石单晶长晶炉，具有避免设于真空炉体外部装置受损。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种蓝宝石单晶长晶炉，其主要包括有一真空炉体，该真空炉体内设有坩埚，坩埚外缘设有加热组件，加热组件外缘设有隔热装置，所述坩埚设有旋动件，旋动件链接外部旋动装置，坩埚上端设有拉起件，拉起件链接外部拉起装置及使拉起件旋转的旋动装置，拉起件下端置有籽晶，该真空炉体具有进气孔及排气孔，并分别连通外部气体供应装置及排气装置，真空炉体外部并具有中央控制装置，分别链接对炉内抽真空的排气装置，链接气体提供炉内气氛气体的供应装置，链接拉起装置及旋动装置控制拉起件的拉升及旋转，链接加热组件电源使加热组件对坩埚加热，及链接旋动装置以控制坩埚的旋转，该真空炉体与隔热装置间设有冷却槽，冷却槽上端具有冷却液入口连通冷却液供给装置，冷却槽下端具有冷却液出口连通排液装置。
进一步，该冷却槽间隔设有挡板。
进一步，该挡板为交错设置。
进一步，该真空炉体内另设有温度感应装置。
进一步，该温度感应装置为红外线温度计。
进一步，该温度感应装置链接中央控制装置。
进一步，该真空炉体上设有窥视窗。
进一步，该窥视窗连结设有远程显示设备，该远程显示设备链接中央控制装置。
本实用新型达到的技术效果如下：
本实用新型蓝宝石单晶长晶炉真空炉体内另设有温度感应装置，以感测真空炉体内部温度，并链接中央控制装置，提供加热装置加热参数。所述温度感应装置可为红外线温度计，可在真空炉体外部显示炉内温度供参。
本实用新型所述真空炉体上设有窥视窗，以便能从外部观察真空炉内部状态，该窥视窗连结设有远程显示设备，远程显示装智链接中央控制装置，以于远程(如显示器或炉外部适当处)观看炉内状态。
附图说明
图1为本实用新型蓝宝石单晶长晶炉实施例剖示图。
图2为本实用新型蓝宝石单晶长晶炉实施例真空炉体部分展开图。
【主要组件符号说明】
A籽晶
B单晶蓝宝石
1真空炉体
10进气孔 11排气孔
2坩埚
20旋动件 21拉起件
3加热组件
4隔热装置
5中央控制装置
50旋动装置 51拉起装置
52旋动装置 53气体供应装置
54排气装置 55冷却液供给装置
56排液装置 57加热组件电源
6冷却槽
60冷却液入口 61冷却液出口
62挡板
7温度感应装置
8窥视窗
9远程显示设备
具体实施方式
为达成本实用新型前述目的的技术手段，兹列举一实施例，并配合图式说明如后，获致更佳的了解。
首先，请参阅图1所示，由图可知本实用新型主要包括有：
真空炉体1，真空炉体1内设有坩埚2，坩埚2外缘设有加热组件3，加热组件3外缘设有隔热装置4，前述坩埚2设有旋动件20，旋动件20链接外部旋动装置50，以使坩埚旋动，坩埚2上端设有拉起件21，拉起件21链接外部拉起装置51及使拉起件21旋转的旋动装置52，拉起件21下端置有籽晶A，以取得蓝宝石晶体生长正确取向如c面0001向等的单晶蓝宝石B，前述真空炉体1另具有进气孔10及排气孔11，以分别连通外部气体供应装置53及排气装置54，真空炉体1外部并具有中央控制装置5，分别链接排气装置54对炉内抽真空，链接气体供应装置53提供炉内气氛气体，链接拉起装置51及旋动装置52以控制拉起件21的拉升及旋转，链接加热组件电源57使加热组件3对坩埚2加热，及链接旋动装置50以控制坩埚2的旋转，该真空炉体1与隔热装置4间设有冷却槽6，冷却槽6上端具有冷却液入口60连通冷却液供给装置55，冷却槽6下端具有冷却液出口61连通排液装置56，以隔绝加一层冷却作用，使真空炉体1内高温不外泄，如此可有效避免设于真空炉体1外部的装置受到损坏，也可持续高温的成长蓝宝石晶体，以得更高的效率及更佳的质量。
本实用新型前述冷却槽6间隔设有挡板62，请参阅图2所示，该挡板62可为交错设置，使冷却液分流，提高冷却效率。
又，本实用新型前述真空炉体1内另设有温度感应装置7，以感测真空炉体1内部温度，并链接中央控制装置5，提供加热组件3加热参数。前述温度感应装置7可为红外线温度计，可在真空炉体1外部显示炉内温度供参。
再者，本实用新型前述真空炉体1上设有窥视窗8，以便能从外部观察真空炉体1内部状态如晶体成长状态，该窥视窗8连结设有远程显示设备9，远程显示设备9链接中央控制装置5，以于远程如显示器或炉外部适当处观看炉内状态。如此而达本实用新型设计目的，堪称一实用的实用新型。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种蓝宝石单晶长晶炉，其主要包括有一真空炉体，该真空炉体内设有坩埚，坩埚外缘设有加热组件，加热组件外缘设有隔热装置，所述坩埚设有旋动件，旋动件链接外部旋动装置，坩埚上端设有拉起件，拉起件链接外部拉起装置及使拉起件旋转的旋动装置，拉起件下端置有籽晶，该真空炉体具有进气孔及排气孔，并分别连通外部气体供应装置及排气装置，真空炉体外部并具有中央控制装置，分别链接对炉内抽真空的排气装置，链接气体提供炉内气氛气体的供应装置，链接拉起装置及旋动装置控制拉起件的拉升及旋转，链接加热组件电源使加热组件对坩埚加热，及链接旋动装置以控制坩埚的旋转，其特征在于：该真空炉体与隔热装置间设有冷却槽，冷却槽上端具有冷却液入口连通冷却液供给装置，冷却槽下端具有冷却液出口连通排液装置。
2.如权利要求1所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该冷却槽间隔设有挡板。
3.如权利要求2所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该挡板为交错设置。
4.如权利要求1或2所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该真空炉体内另设有温度感应装置。
5.如权利要求4所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该温度感应装置为红外线温度计。
6.如权利要求4所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该温度感应装置链接中央控制装置。
7.如权利要求1或2所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该真空炉体上设有窥视窗。
8.如权利要求7所述的蓝宝石单晶长晶炉，其特征在于，该窥视窗连结设有远程显示设备，该远程显示设备链接中央控制装置。
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| CN103397375A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 杭州慧翔电液技术开发有限公司 | 带旋转保温钨屏的蓝宝石炉 |
| CN105696068A (zh) * | 2016-04-12 | 2016-06-22 | 盐城市振弘电子材料厂 | 一种钽酸锂单晶生长设备 |
| CN106757320A (zh) * | 2016-12-28 | 2017-05-31 | 伯恩露笑蓝宝石有限公司 | 一种晶体生长坩埚、装置及其生长方法 |
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