[發明專利]一種節能型藍寶石晶體生長爐

有效

• 申請號: 201510043615.7
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104651934B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 周森安;王可;郭進武;李建國;張國豪
• 申請（專利權）人: 洛陽西格馬爐業股份有限公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B15/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 苗強

1.一種節能型藍寶石晶體生長爐，生長爐（1）的爐腔內設置有坩堝（2）和夾持籽晶棒（3）的夾持桿（4），所述坩堝（2）和籽晶棒（3）分別由坩堝升降裝置（5）和籽晶棒升降裝置（6）控制其上下移動，且籽晶棒（3）在上下移動過程中保持一定速度的自轉，生長爐（1）爐壁上開設有觀察坩堝（2）及籽晶棒（3）的觀察窗（11），其特征在于：所述夾持桿（4）內設置有冷卻水循環管道（401），以對夾持桿（4）和籽晶棒（3）進行溫度控制；在爐腔內與坩堝（2）中氧化鋁熔體（10）液面高度相平齊的位置處設置有鉬制或鎢制的分隔板（7），所述坩堝（2）穿過分隔板（7）上的通孔，從而在坩堝升降裝置（5）的控制下與分隔板（7）發生相對運動，以保證隨著籽晶棒（3）提升的同時，始終保持分隔板（7）與坩堝（2）內氧化鋁熔體（10）的液面相平齊；所述分隔板（7）將爐腔內分隔成上部的冷氣室（8）和下部的熱氣室（9），此時，爐內具有四個溫度場，第一個溫度場為上部的冷氣室（8），第二個溫度場為籽晶棒（3）上所生長晶體與熔體接觸的界面，第三個溫度場為下部的熱氣室（9），第四個溫度場為坩堝（2）內的氧化鋁熔體（10），冷氣室（8）內設置有冷氣場熱電偶（801）、冷氣入口（802）和冷氣出口（803），通過冷氣場熱電偶（801）測定冷氣室（8）內溫度，并由冷氣入口（802）和冷氣出口（803）向其內輸入冷氣進行循環以調節冷氣室（8）、籽晶棒（3）以及氧化鋁熔體（10）液面的溫度；在分隔板（7）的上表面與熱氣室（9）內分別設置熱電偶以對兩者的溫度進行監控；貼近坩堝（2）底部的外壁處設置有凹式扇形腔室（901），其內設置有測量該腔室（901）內溫度的熱電偶，以將其檢測結果等效為氧化鋁熔體（10）的溫度，通過測定四個溫度場的溫度，以準確控制固液界面溫度，從而提高晶體生長速度。

2.根據權利要求1所述的一種節能型藍寶石晶體生長爐，其特征在于：所述熱氣室（9）依靠其內設置的發熱體（902）實現溫度調節，且發熱體（902）為U形ZrB₂陶瓷-石墨組合發熱體，該組合發熱體由兩個冷端和一個連接冷端的熱端構成，且冷端由ZrB₂陶瓷制成，熱端由石墨制成，在冷端接線處設置有冷端接線水冷裝置，以降低冷端接線處的溫度。

3.根據權利要求1所述的一種節能型藍寶石晶體生長爐，其特征在于：所述冷氣場熱電偶（801）為測溫范圍0-1800℃的超高溫特種合金熱電偶，分隔板（7）上表面上設置的熱電偶為測溫范圍0-2200℃的高溫復合陶瓷熱電偶，熱氣室（9）內設置的熱電偶為測溫范圍0-2200℃的超高溫復合陶瓷熱電偶，凹式扇形腔室（901）內設置的熱電偶為測溫范圍0-2200℃的高溫復合陶瓷熱電偶。