[實用新型]一種導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備

有效

• 申請號: 201420284269.2
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN203923452U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 薛衛明;馬遠;邱一豇;牛沈軍;吳勇;周健杰
• 申請（專利權）人: 江蘇中電振華晶體技術有限公司
• 主分類號: C30B15/34
• 分類號: C30B15/34;C30B29/20
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本實用新型涉及一種晶體生長設備，具體說是一種能夠實時控制晶體形狀和大小的導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備。

背景技術

在目前的導模法生長棒狀藍寶石晶體的過程中，晶體的形狀通常很難控制，如果熱場（Hot Zone）在晶體生長的過程中始終處于穩定的保溫和加熱過程，則可以生長出形狀均勻的晶體；如果由于外界擾動（爐壓變化、加熱電流波動、氣流狀態變化等），則晶體的形狀也會因擾動發生變化，使晶體的尺寸變大或變小；以生長圓柱形晶體為例，在無晶體生長控制手段的情況下，生長出的目標形狀為圓柱形的藍寶石晶體，在外界擾動下卻往往成為了葫蘆狀的晶體。

在特殊的行業應用中，需要有特殊形式的藍寶石晶體，比如用于裝飾品的藍寶石晶體，因此，在晶體生長過程中可以實時改變晶體大小的設備成為了一種需求，經檢索有關文獻，未發現與本實用新型相同的技術方案。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠在晶體生長時能夠實時控制晶體形狀和大小的導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為：一種導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備，其創新點在于：用于晶體生長的熱場及抽真空裝置，該熱場設置有模具、坩堝、加熱器；所述模具的中央具有毛細縫，該模具放置在所述坩堝中，該坩堝的下方具有一支撐該坩堝的坩堝架，所述坩堝通過坩堝架放置在所述熱場的底部；所述加熱器由置于熱場外的高頻感應線圈及置于熱場內坩堝周圍的發熱管組成，通過高頻感應線圈感應加熱使發熱管發熱；所述熱場由保溫桶、上保溫蓋及下保溫蓋組成，所述上保溫蓋中心設置有籽晶桿；其特征在于：所述保溫桶周圍還具有若干氣體導流通道，所述氣體導流通道的出氣口正對模具的上端面處，所述氣體導流通道的進氣口與輸氣軟管相連，該輸氣軟管上配備有流量調節閥。

進一步的，所述氣體導流通道以保溫桶的中心為圓心呈環狀均勻分布在保溫桶周圍。

進一步的，所述氣體導流通道由緩沖流道及出氣流道組成，所述緩沖流道從進氣口方向至出氣口方向口徑逐漸減小。

進一步的，所述緩沖流道通過切割加工的方式形成。

進一步的，所述切割加工的方式為鉆孔。

本實用新型的優點在于：通過控制導流通道內氣體流速可實時改變晶體的大小，使晶體的形狀得到控制，從而生長出特定形狀的晶體；導流通道出氣口正對模具的上端面處使得更多的氣體與模具上端面的接觸面；氣體導流通道以保溫桶的中心為圓心呈環狀均勻分布在保溫桶周圍，使得氣體均勻地分布在模具上端面；氣體導流通道由緩沖流道及出氣流道組成，使得氣體流速得到緩沖；緩沖流道通過鉆孔切割形成，方便制造。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備的結構示意圖。

圖2是本實用新型的一種導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備的使用流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。

實施例一

如圖1所示的一種導模法棒狀藍寶石晶體的生長設備：包括用于晶體生長的熱場及抽真空裝置，該熱場設置有模具8、坩堝9、加熱器；所述熱場由保溫桶1、上保溫蓋4及下保溫蓋2組成，所述保溫桶周圍還具有若干氣體導流通道10，該氣體導流通道10的出氣口正對模具8的上端面處，氣體導流通道10的進氣口與輸氣軟管相連，該輸氣軟管上配備有流量調節閥，所述上保溫蓋中心設置有籽晶桿12；所述模具8的中央具有毛細縫，該模具8放置在所述坩堝9中，該坩堝9的下方具有一支撐該坩堝的坩堝架6，所述坩堝9通過坩堝架6放置在所述熱場的底部；所述加熱器由置于熱場外的高頻感應線圈5及置于熱場內坩堝9周圍的發熱管3組成，通過高頻感應線圈5感應加熱使發熱管3發熱。

本實施例中，優選的，所述氣體導流通道10以保溫桶1的中心為圓心呈環狀均勻分布在保溫桶1周圍，所述氣體導流通道1由緩沖流道及出氣流道組成，所述緩沖流道從進氣口方向至出氣口方向口徑逐漸減小，所述緩沖流道通過鉆孔切割加工形成。

使用時，如圖2所示，按照如下步驟進行：

步驟1：在坩堝9中放入純度大于99.995%的高純氧化爐原材料，同時將模具8固定在坩堝內；

步驟2：將坩堝9置于熱場內的坩堝基座6上；

步驟3：將晶體生長熱場抽真空，真空度為103Pa左右；

步驟4：通過高頻感應線圈5感應加熱，使加熱器3加熱使熱場內的溫度升溫至2050度左右，高純度氧化鋁原料被熔化；