[實(shí)用新型]一種用于大尺寸藍(lán)寶石單晶生長爐的鳥籠狀電阻發(fā)熱體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920100240.3
• 申請日: 2009-06-26
• 公開（公告）號: CN201411510Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左洪波;楊鑫宏;宋波;王玉平;王天成
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工大奧瑞德光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: C30B15/14
• 分類號: C30B15/14;C30B29/20
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉 婭

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電阻發(fā)熱體，具體地說是一種用于藍(lán)寶石單晶生長爐的能夠形成適合于藍(lán)寶石單晶生長所需溫場條件的鳥籠狀電阻發(fā)熱體。

(二)背景技術(shù)

晶體生長通常采用的加熱方式有射頻加熱、電子輻射加熱、電阻加熱、氣體燃燒加熱、激光和電弧等方式。在選擇加熱方式時，既要考慮到所生長晶體的物理化學(xué)性質(zhì)，又要考慮晶體生長的方式，例如焰熔法只能采用氣體燃燒的加熱方式，而電子輻射加熱只能在真空條件下進(jìn)行。總體來說加熱方式可以分為兩類：無輻射加熱(如氣體火焰加熱、電阻加熱、等離子加熱等)和輻射加熱(電子輻射、激光)。在各種加熱方式中，電阻加熱由于加工工藝簡單、易控制，以及工作穩(wěn)定而成為普遍使用的一種方法。對于電阻加熱，最基本的要求是高溫使用條件下的穩(wěn)定性，否則溫度的波動給晶體生長的平衡系統(tǒng)帶來致命的影響，導(dǎo)致晶體生長的失敗。

常用的電阻式加熱體通常為上下開口的圓柱形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)因上下端不封閉，制造工藝簡單而得到了廣泛應(yīng)用，但也因上下兩端無熱量供給而造成晶體生長體系溫場的不均勻。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可供冷心放肩微量提拉法制備大尺寸藍(lán)寶石，具備熱量供給均勻，溫場分布均勻穩(wěn)定等特點(diǎn)的用于大尺寸藍(lán)寶石單晶生長爐的鳥籠狀電阻發(fā)熱體。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：它包括兩個銅半環(huán)、縱向鎢棒和橫向鎢棒，兩個銅半環(huán)與單晶爐電極相連接，六組縱向鎢棒分別通過鉬螺栓固定在銅半環(huán)上，固定在同一個銅半環(huán)上的鎢棒相互之間用兩組橫向鎢棒連接在一起，橫向鎢棒與縱向鎢棒通過鎢絲連接綁緊。

本實(shí)用新型還有這樣一些技術(shù)特征：

1、所述的兩個銅半環(huán)內(nèi)部設(shè)置有螺紋孔，銅半環(huán)內(nèi)徑為300～500mm；

2、所述的六組縱向鎢棒采用金屬鎢制成，每組鎢棒數(shù)量為3～8根，直徑為4～8mm；

3、所述的橫向鎢棒采用金屬鎢制成，每組鎢棒數(shù)量為2根，鎢棒直徑為4～8mm。

本實(shí)用新型是一種用于冷心放肩微量提拉法生長大尺寸藍(lán)寶石的單晶爐的鳥籠狀發(fā)熱體。該發(fā)熱體具有熱量供給均勻，溫場分布均勻穩(wěn)定等特點(diǎn)，而且其內(nèi)部溫度場分布為底部溫度高于上端溫度，邊緣溫度高于中心溫度，非常適合于冷心放肩微量提拉法生長大尺寸藍(lán)寶石單晶。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

1.本實(shí)用新型采用密集排布鳥籠式電阻加熱體，有利于溫場分布的均勻和穩(wěn)定，保證熱量供給的均勻性。

2.本實(shí)用新型采用金屬鎢做為加熱電阻，由于鎢的熔點(diǎn)高，高溫下?lián)]發(fā)很少，而且其揮發(fā)物在抽真空時可以被抽至爐外，不會在晶體生長過程中進(jìn)入系統(tǒng)，對藍(lán)寶石晶體生長影響極小。

3.由于加熱體底部鎢棒排列較上端密集，可有效保證單晶爐內(nèi)的溫度場分布為底部溫度高于上端溫度，邊緣高于中心位置，從而獲得凸向熔體的固/液界面，從而保證了晶體生長的穩(wěn)定性。

4.本實(shí)用新型加熱體采用六組鎢棒交叉密集排列，在實(shí)際晶體生長中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使在工作過程中有1～2根鎢棒發(fā)生斷裂，也不會對整個溫場造成很大影響，從而仍然能夠保證大尺寸藍(lán)寶石晶體生長的順利進(jìn)行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用一個簡單的發(fā)熱體設(shè)計即可得到生長大尺寸藍(lán)寶石單晶生長爐的穩(wěn)定溫場分布，能夠提供生長大尺寸藍(lán)寶石單晶所需的溫場條件。本實(shí)用新型成本低廉、設(shè)備簡單、易于推廣。

(四)附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的第一種具體實(shí)施方式示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的第二種具體實(shí)施方式示意圖。

(五)具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本實(shí)用新型作更詳細(xì)的描述：

實(shí)施例1：

結(jié)合圖1，本實(shí)施例包括兩個銅半環(huán)3、縱向鎢棒1和橫向鎢棒5，兩個銅半環(huán)與單晶爐電極相連接，每組3根共六組直徑為4mm的縱向鎢棒1分別通過鉬螺栓2固定在兩個內(nèi)徑為320mm的銅半環(huán)3(銅半環(huán)通過螺栓4固定在單晶爐的電極上)上，固定在同一個銅半環(huán)上的縱向鎢棒相互之間用兩組直徑為4mm的橫向鎢棒5連接在一起，橫向鎢棒5與縱向鎢棒1通過鎢絲6連接綁緊。這種發(fā)熱體適合于于生長直徑240mm的藍(lán)寶石單晶。

實(shí)施例2：

結(jié)合圖2，本實(shí)施例包括兩個銅半環(huán)3、縱向鎢棒1和橫向鎢棒5，兩個銅半環(huán)與單晶爐電極相連接，每組4根共六組直徑為5mm的縱向鎢棒1分別通過鉬螺栓2固定在兩個內(nèi)徑為420mm的銅半環(huán)3(銅半環(huán)通過螺栓4固定在單晶爐的電極上)上，固定在同一個銅半環(huán)上的縱向鎢棒相互之間用直徑為5mm的兩組橫向鎢棒5連接在一起，橫向與縱向鎢棒通過鎢絲6連接綁緊。這種發(fā)熱體適合于于生長直徑300mm的藍(lán)寶石單晶。