[實用新型]改進的大尺寸藍寶石單晶爐支架結構

有效

• 申請號: 201520915998.8
• 申請日: 2015-11-17
• 公開（公告）號: CN205171013U
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 左洪波;楊鑫宏;張學軍;袁志勇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱奧瑞德光電技術有限公司
• 主分類號: C30B17/00
• 分類號: C30B17/00;C30B29/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

（一）技術領域

本實用新型涉及一種泡生法生長大尺寸藍寶石單晶的爐體技術領域，具體涉及一種改進的大尺寸藍寶石單晶爐支架結構。

（二）背景技術

藍寶石單晶具有優異綜合性能，被廣泛應用于科學技術、國防與民用工業、半導體行業的諸多領域，尤其是目前LED市場中藍光GaN外延基板的首選材料。隨著藍寶石單晶生長及加工技術的進步，藍寶石產品的生產成本不斷降低，這使藍寶石在消費類電子及其它消費類產品方面大范圍應用成為可能。市場對藍寶石產品的質量與尺寸提出了更高的要求，大尺寸、高品質、低成本是藍寶石單晶產業發展的必然趨勢。

目前市面上高品質藍寶石單晶的主要生長方法為泡生法，采用該方法生長的藍寶石單晶占市場總量的70%以上。45公斤以下的藍寶石單晶生長設備與技術已基本成熟，生長更大尺寸的藍寶石單晶無論對設備還是工藝方面都有更高的要求。設備方面，傳統泡生法藍寶石單晶爐中連接并帶動籽晶桿運動的支架為單臂形式的，當生長的晶體重量過大時，容易發生籽晶桿傾斜、甚至發生絲杠彎曲的問題。籽晶桿傾斜則相當于晶體所處熱場不再均勻對稱，容易造成晶體粘堝、開裂甚至掉堝，嚴重影響大尺寸藍寶石單晶的晶體質量及成品率。絲杠彎曲則會破壞單晶爐的提拉和旋轉系統，使單晶爐無法正常工作。

（三）發明內容

本實用新型的目的是在傳統泡生法單晶爐基礎上對支架結構進行改進，形成支架結構更穩固、受力更均勻，更加適于生長大尺寸藍寶石單晶，解決單臂支撐結構在生長大尺寸藍寶石單晶時因晶體過重而出現的籽晶桿傾斜和絲杠彎曲，造成提拉和旋轉系統癱瘓、晶體粘堝，進而使晶體開裂問題的改進的大尺寸藍寶石單晶爐支架結構。

本實用新型的目的是這樣實現的：它包括爐體、爐體底座、上下體總成和用于提拉旋轉籽晶桿的支架結構，上下體總成包括上體和下體，支架結構包括兩端同步升降的龍門支架，龍門支架安裝在爐體兩側的上下體總成之間，龍門支架有兩組立柱及連接在兩組立柱之間的橫梁組成。

本實用新型還有這樣一些特征：

1、所述的龍門支架立柱上各設置有一個橫梁支撐結構。

2、所述的橫梁其中一端固定在支撐結構上，另外一端通過螺母固定，為可拆卸結構。

3、所述的橫梁支撐結構可同步沿立柱上下移動，帶動橫梁升降。

4、所述的橫梁支撐結構可同上體一起沿上下體連接軸旋轉。

5、所述的在龍門支架橫梁中部設置有用于固定籽晶桿的上下通透的中心孔。

本實用新型的有益效果有：

1.在原有設備的基礎上由單臂支撐改為龍門支架結構，該結構簡單，且結構更加穩固，設備可靠性更高，替換成本低。

2.該結構可有效避免生長大尺寸藍寶石單晶時籽晶桿傾斜和絲杠彎曲問題的問題，保證晶體處于對稱熱場當中，減少工藝控制難度，降低晶體的粘堝幾率，提高晶體生長成品率，適于生長大尺寸藍寶石單晶。

3.橫梁支撐結構與橫梁采取一端固定，另一端螺母連接，晶體出爐時，松開螺母，取消橫梁與支撐結構間的連接，通過旋轉上體，將橫梁旋轉至遠離爐體上方位置，方便晶體取出。

（四）附圖說明

圖1為改進前的藍寶石單晶爐結構示意圖；

圖2為本實用新型結構示意圖。

（五）具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

結合圖1，它包括爐體底座31，上下體總成中的上體32，上下體總成中的下體42，爐體33，立柱34，可沿立柱上下運動的支撐結構35，支撐臂36，籽晶桿37，其余輔助部分38（如冷阱、真空泵等）。上下體之間設有旋轉軸，上體32可繞旋轉軸旋轉。晶體生長過程中，通過控制系統使支撐臂36帶動籽晶桿37做升降運動。晶體生長結束后，旋轉上體32，使籽晶桿37及支撐臂36遠離爐體33上方，以方便晶體的取出。

結合圖2，其基本結構沒有改變，僅支撐籽晶桿運動的方式由單臂支撐改為龍門支撐，由原來的1個上下體總成及1組立柱改為兩個上下體總成及兩組立柱。它包括爐體底座1，上下體總成中的上體21，上下體總成中的下體22，爐體3，立柱4，支撐結構5，橫梁6和籽晶桿7，橫梁6的一端與支撐結構5為不可拆卸的連接，橫梁的另一側通過螺母8與支撐結構相互固定。9為其余輔助部分（如冷阱、真空泵等）。晶體生長過程中，通過控制系統使支撐結構沿立柱4做上下同步運動，帶動橫梁6，進而帶動籽晶桿7做升降運動。晶體生長結束后，卸下螺母8，旋轉上體21，使籽晶桿7及橫梁6遠離爐體3上方，以方便晶體的取出。

本實用新型陳述了尤其適于生長大尺寸藍寶石單晶的改進支架結構，在本實用新型的思想基礎上，凡可以通過了類似手段達到結構穩固目的的也屬于本實用新型的保護范圍。