[實(shí)用新型]一種熱坩堝夾持器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420440711.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204080184U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃小衛(wèi);李濤;趙慧彬;楊敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建鑫晶精密剛玉科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/20
• 分類號(hào): C30B29/20;C30B15/00
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于人工生長(zhǎng)藍(lán)寶石單晶制程的一種工裝夾具，更具體地說(shuō)，涉及一種熱坩堝夾持器。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石單晶俗稱“白寶石”，是一種簡(jiǎn)單本配位型氧化物晶體。藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)異的光學(xué)性能、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)度高、硬度大、耐熱沖擊，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作，因而被廣泛的應(yīng)用于紅外軍事裝置，高強(qiáng)度激光窗口材料。其獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)優(yōu)異的力學(xué)性能，良好的熱學(xué)性能使藍(lán)寶石晶體成為實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體GaN/Al2O3發(fā)光二極管(LED)，大規(guī)模集成電路Sol和SOS及超導(dǎo)納米結(jié)構(gòu)薄膜等最為理想的襯底材料。

在利用頂部籽晶溫度梯度法－TSTGT技術(shù)生長(zhǎng)中，藍(lán)寶石生長(zhǎng)是在單晶爐內(nèi)完成，生長(zhǎng)環(huán)境為高真空態(tài)，單晶爐是由爐體、機(jī)械傳動(dòng)、提拉、真空系統(tǒng)、直流電源、熱場(chǎng)等組件組成，坩堝就是熱場(chǎng)最重要器件之一。生長(zhǎng)方法如下：

將純度為5N的氧化鋁原料裝入鎢坩堝中，加熱熔化形成熔湯，然后下降籽晶使籽晶接觸液面，使溶液慢慢結(jié)晶，從而生長(zhǎng)出一顆藍(lán)寶石單晶，根據(jù)不同級(jí)別晶體，它的生長(zhǎng)周期將會(huì)不同，而且差異較大。例如，35Kg級(jí)藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)周期7天、65Kg級(jí)藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)周期13天，80Kg級(jí)藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)周期16天，100Kg級(jí)藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)周期18天。根據(jù)目前成本及工藝分析該產(chǎn)品降低成本的第一點(diǎn)，降低幅度最大，風(fēng)險(xiǎn)最低的方案就是縮短周期。

無(wú)論各種級(jí)別晶體，它的周期設(shè)計(jì)都少不了自冷流程。例如，100Kg級(jí)藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)周期的設(shè)計(jì)如下流程：

裝爐(12h)→化料(16h)→下種(8h)→放肩(10h)→等徑(10h)→提脫(129h)→退火(4h)→自冷(146h)→取晶(72h)。

藍(lán)寶石生長(zhǎng)完成后必須通過(guò)自冷流程后方可取晶操作，在取晶時(shí)為防止與杜絕安全事故，一般起吊晶體時(shí)選擇晶體與坩堝一起起吊。前面在介紹生長(zhǎng)方法時(shí)有提到藍(lán)寶石生長(zhǎng)的原理，可以簡(jiǎn)單理解為一根直徑為∮15-20mm籽晶(Al2O3單晶方條)接觸溶化的液體時(shí)產(chǎn)生溫度差，通過(guò)降溫慢慢結(jié)晶生長(zhǎng)的過(guò)程。同時(shí)，根據(jù)生長(zhǎng)不同尺寸級(jí)別的晶體進(jìn)行工藝的調(diào)節(jié)。正因?yàn)樵谥睆胶芗?xì)的晶種上生長(zhǎng)大尺寸的藍(lán)寶石，在生長(zhǎng)制程中因起吊晶體可能發(fā)生碰撞導(dǎo)致籽晶斷裂，晶體掉落開(kāi)裂，同時(shí)可能發(fā)生生產(chǎn)事故及生產(chǎn)安生事故。故起吊時(shí)晶體放置在坩堝里，起吊時(shí)起吊坩堝即可確保安全。但坩堝散熱較慢，按照工藝節(jié)點(diǎn)取晶，此時(shí)，坩堝溫度可達(dá)到100℃以上，用目前普遍采用的尼龍強(qiáng)加增加摩擦的橡皮墊起吊危險(xiǎn)性較大，因?yàn)樵跍囟群芨叩那闆r下，尼龍帶及橡皮會(huì)軟化，起吊時(shí)容易滑落。若待坩堝溫度降至室溫時(shí)再起吊，則很大程度上影響生長(zhǎng)周期，即影響周期1天。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可用于大尺寸藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)，能在熱坩堝狀態(tài)下完成起吊工作的熱坩堝夾持器。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種熱坩堝夾持器，包括罩設(shè)在坩堝開(kāi)口的夾持套，夾持套的直徑大于坩堝開(kāi)口處的直徑，夾持套位于坩堝以外的位置開(kāi)設(shè)有若干插銷孔，插銷孔內(nèi)插有插銷片，插銷片在坩堝外壁與夾持套之間過(guò)盈配合，插銷片的頂端通過(guò)連接片與夾持套固定安裝；夾持套的上表面對(duì)稱設(shè)置有若干吊起孔。

作為優(yōu)選，插銷片通過(guò)連接片與夾持套固定安裝，連接片一端與夾持套通過(guò)螺栓進(jìn)行固定安裝，連接片另一端與插銷片進(jìn)行連接。

作為優(yōu)選，連接片一端開(kāi)設(shè)有螺孔，用于安裝螺栓；連接片另一端開(kāi)設(shè)有插銷固定孔，用于設(shè)置鉬絲，與插銷片連接。

作為優(yōu)選，插銷片水平開(kāi)設(shè)有鉬絲連接孔，夾持套與鉬絲連接孔對(duì)應(yīng)的位置開(kāi)設(shè)有鉬絲通孔，鉬絲通孔與鉬絲連接孔重合。

作為優(yōu)選，插銷片為具有斜度的楔形結(jié)構(gòu)，插銷片的厚度由上到下遞減。

作為優(yōu)選，夾持套為頂部中心開(kāi)設(shè)有觀察孔的圓筒套。

本實(shí)用新型的有益效果如下：