[發明專利]一種長方形藍寶石單晶用加熱體結構

在審

• 申請號: 201710625378.4
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107268082A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 左洪波;楊鑫宏;李鐵;周德印
• 申請（專利權）人: 哈爾濱奧瑞德光電技術有限公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種藍寶石單晶爐的加熱體結構，具體涉及一種泡生法生長長方形藍寶石單晶用加熱體結構。

背景技術

人造藍寶石（Al₂O₃）又稱剛玉，透明，是一種物理特性、機械特性和化學特性三者獨特組合的優良材料。優質藍寶石材料具有硬度大、耐高溫、耐腐蝕、光透性好、電絕緣性能優良等特性。且被廣泛應用于激光器的窗口，半導體硅的外延基片，航天工業作紅外透光材料，半導體氮化鎵的外延襯底材料等一系列高科技領域。

隨著市場上消費類電子產品（如手機屏、平板電腦等）的需求不斷增加，傳統泡生法生長的梨形晶體在消費類電子產品的出材率方面表現出明顯劣勢。長方形藍寶石單晶既滿足了消費類電子產品對晶塊的需求，同時也提高了在LED襯底方面的出材率。長方形藍寶石單晶加工便利，能減少加工過程中的人、機、物料等方面的消耗，成功降低制造成本。然而，目前生長長方形藍寶石單晶常常因晶體四角處應力大、爐內溫度梯度不合理、長晶難度高等一系列問題，導致晶體成品率明顯降低，可見長方形加熱體結構的合理設計顯得至關重要。

發明內容

本發明根據市場對長方形藍寶石材料的需求，為生長長方形藍寶石單晶，研發設計一種新型的、熱場穩定、溫度梯度合理、適于生長長方形藍寶石單晶的一種長方形藍寶石單晶用加熱體結構。

本發明的目的是這樣實現的：它包括組合在一起呈長方形的一對銅制電極連接板、直徑不同的縱向變徑鎢棒、橫向鎢棒固定結構、連接橫向與縱向變徑鎢棒的鎢絲及固定縱向變徑鎢棒的鉬頂絲，其中一對銅電極連接板內圈有與鎢棒直徑相匹配的通孔，并在拐角處進行倒圓角設計；縱向變徑鎢棒的兩端分別插入電極連接板長邊和短邊的通孔內，并在底部交匯處進行倒角，四個拐角處的鎢棒彎成波浪形，整體組合成長方形鳥籠狀，由側面的鉬頂絲固定在電極連接板上；鳥籠狀結構底部共分上下三層，中間留有可供支柱通過的方孔；側面排布橫向鎢棒，用鎢絲綁緊固定，保證每根縱向變徑鎢棒之間的間距均勻。

本發明還有這樣一些特征：

1、所述的一對銅電極連接板內圈尺寸為300~340mm×350~380mm，厚度為30~60mm，內圈有60~94個與鎢棒直徑匹配的圓形通孔，外圈有6~12個與大爐蓋銅電極固定連接的螺紋孔，尺寸為Φ8~Φ14mm,；側面的頂絲螺紋孔直徑為Φ3~Φ8mm。

2、所述的一對銅電極連接板內圈的拐角處進行倒圓角設計，倒角量為R40~R80mm。

3、 所述的橫向分布的鎢棒直徑為Φ2~Φ7mm，共 2~5排，每排之間互相平行，與縱向鎢棒交接處用鎢絲固定綁緊。

4、 所述的縱向變徑鎢棒的兩端直徑分別為Φ3~Φ6mm、Φ6~Φ10mm，交匯處進行倒角，倒角量為C2~C4；；四個拐角處鎢棒直徑為Φ4~Φ8mm，波浪形部分寬度為8~15mm，高度為10~18mm，每組3~7根，共六組，分上下三層排布，中間留有可供支柱通過的方孔。

本發明有益效果有：

1.本發明一種長方形藍寶石單晶用加熱體結構中，加熱體長邊和短邊的設計，可以增大爐內溫度梯度，減小引晶難度，提高晶體生長的可控度，有利于生長長方形藍寶石單晶。

2.本發明一種長方形藍寶石單晶用加熱體結構中，加熱體四角的特殊設計，可以增加拐角處的發熱面積，長速容易控制，避免出現雙晶，減小晶體四角處的應力。

本發明一種長方形藍寶石單晶用加熱體結構中，加熱體整體結構的設計，使爐內溫度梯度更合理，可以形成合適的放肩角度，利于氣泡的排出，提高晶體質量及成品率。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細說明：

圖1為一種長方形藍寶石單晶用加熱體結構，該結構整體由組合在一起呈長方形的一對銅電極連接板1、直徑不同的縱向變徑鎢棒、多道橫向鎢棒2固定結構、連接橫向鎢棒與縱向變徑鎢棒的鎢絲3以及將縱向變徑鎢棒固定在銅電極連接板上的鉬頂絲4組成。將變徑鎢棒的粗端5插入長方形電極連接板長邊的通孔內，短邊通孔內插入縱向變徑鎢棒的細端6，并在交匯處進行倒角。四個拐角處的鎢棒彎成波浪形7，整體組成長方形鳥籠狀結構，并將該結構用鉬頂絲固定在銅電極連接板上。結構底部共分上下三層，中間留有可供支柱通過的方孔8；橫向鎢棒排布在鳥籠狀結構的側面，共2~5排，用鎢絲綁緊固定，保證每根縱向變徑鎢棒之間的間距均勻。