[發(fā)明專利]泡生法藍寶石單晶生長爐保溫側屏

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410465267.8
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104178813A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 陳貴鋒;閻立群;徐建民;孟凡義;張浩恩;張輝
• 申請（專利權）人: 同方國芯電子股份有限公司;河北工業(yè)大學
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B17/00
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

技術領域

本發(fā)明涉及泡生法藍寶石單晶生長爐，尤其涉及一種泡生法藍寶石單晶生長爐保溫側屏。

背景技術：

Kyropoulos?method是由Kyropouls于1926年發(fā)明的，它的生長原理和技術特點是：將晶體原料放入耐高溫的坩堝中加熱熔化，調整爐內溫度場，使熔體上部處于稍高于熔點的狀態(tài)；使籽晶桿上的籽晶接觸熔融液面，待其表面稍熔后，降低表面溫度至熔點，提拉并轉動籽晶桿，使熔體頂部處于過冷狀態(tài)而結晶于籽晶上，在不斷提拉的過程中，生長出圓柱狀晶體。

泡生法和提拉法生長晶體的原理相似，但泡生法生長出的藍寶石晶體質量更高，從工藝上看，提拉法生長過程包括引晶、放肩、等徑和收肩等階段，并且上述階段均需不斷的提拉來完成；泡生法的晶體生長和退火過程都是在坩堝中進行的，晶體并不提拉出坩堝，藍寶石晶體就像是從熔體中生長的；泡生法生長工藝中引晶、放肩過程中籽晶提升并旋轉，而在等徑生長階段籽晶停止旋轉只是根據(jù)實際情況進行微量提升；實際上泡生法晶體生長和退火過程都是在坩堝中進行的，晶體并不提拉出坩堝，因此溫場容易控制，晶體品質較高。

藍寶石主要應用之一是作為襯底材料，制備襯底材料藍寶石的主要方法是泡生法。

藍寶石晶體的熔點約為2050℃，泡生法是目前最主流的生長方法之一，而影響泡生法生長藍寶石單晶質量的一個關鍵因素就是爐體內熱場的分布。所以在2050℃這樣的高溫條件下，保溫側屏材料的選擇及結構的設計尤為重要。

目前常用的泡生法生長大尺寸藍寶石單晶的保溫側屏主要還是鉬金屬多層屏、鎢金屬多層屏以及鎢鉬金屬兩種多層屏的組合構成。這類保溫側屏主要靠層與層間的真空效應達到保溫效果，但是鎢鉬材料本身作為金屬材料，其保溫效果差，熱場分布不均勻，并且高溫下鉬屏會揮發(fā)出很多雜質，這些因素將導致晶體生長能耗大、晶體缺陷過多，而且成本過高。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種能夠提高晶體成品率、降低單顆晶體平均功率消耗的泡生法藍寶石單晶生長爐保溫側屏。

本發(fā)明解決所述問題采用的技術方案是：

一種泡生法藍寶石單晶生長爐保溫側屏，設置于加熱器和鋼外殼之間，保溫側屏內層為鎢屏，外層為氧化鋯纖維保溫磚層。

采用上述技術方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術相比，所達到的有益效果是：

系統(tǒng)具有更好的保溫效果，減小了單個晶體的功率消耗，晶體中的軸向和徑向溫度梯度減小，同時減小了晶體中的熱應力和位錯密度。

作為優(yōu)選，本發(fā)明更進一步的技術方案是：

所述鎢屏是由雙層平行的鎢片卷成的雙層鎢筒。

所述鎢片的厚度為0.5-2.5mm，兩層鎢片之間的距離為1-5mm。

所述氧化鋯纖維保溫磚層是由雙層氧化鋯纖維磚砌成的筒體。

所述單層氧化鋯纖維磚的厚度為20-40mm。

附圖說明

圖1?是本發(fā)明實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中鎢屏側視圖；

圖3?是圖2中鎢屏俯視圖；

圖4是圖1中氧化鋯纖維保溫磚層側視圖；

圖5?是圖1中氧化鋯纖維保溫磚層俯視圖；

圖中：坩堝1，加熱器2，鎢屏3，氧化鋯纖維保溫磚層4，鋼外殼5，外層鎢筒31，內層鎢筒32，D2鉭釘33，外層氧化鋯纖維磚41，內層氧化鋯纖維磚42。

具體實施方式

以下通過附圖所示實施例詳述本發(fā)明，所舉之例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而并非限制本發(fā)明的保護范圍。

參見圖1，泡生法藍寶石單晶生長爐保溫側屏，設置于加熱器2和鋼外殼5之間，保溫側屏內層為鎢屏3，外層為氧化鋯纖維保溫磚層4。

參見圖2、圖3，鎢屏3是由外層鎢筒31、內層鎢筒32組成的雙層鎢筒，該雙層鎢筒由雙層平行的鎢片卷成，每層鎢片均由單塊鎢片連接起來，單塊鎢片連接處交叉為40mm，組成長方形，高度為900mm，鎢片的厚度為1.5mm；鎢筒使用D2鉭釘33鉚接固定，兩層鎢筒中間用16個鎢絲卡扣固定，兩個卡扣之間的間隔為22.5°，兩層鎢筒（鎢片）之間的間隔為5mm。

參見圖4、圖5，氧化鋯纖維保溫磚層4是由外層氧化鋯纖維磚41、內層氧化鋯纖維磚42砌成的雙層氧化鋯纖維磚筒體，單層氧化鋯纖維轉的厚度為30mm，雙層氧化鋯纖維磚筒體高度為860mm。

本實施例所述的保溫側屏結構尤其適用于泡生法生長高溫氧化物晶體。