[發明專利]一種藍寶石晶體生長用坩堝固定及坩堝蓋自支撐結構

在審

• 申請號: 202010214761.2
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111394785A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 左洪波;楊鑫宏;李鐵;閻哲華
• 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

本發明涉及一種藍寶石晶體生長用坩堝固定及坩堝蓋自支撐結構。該結構包括上隔熱屏、坩堝蓋、坩堝蓋支撐桿、坩堝、坩堝固定桿、驅動電機、發熱體、鎢盤和鎢柱。坩堝固定桿和坩堝蓋支撐桿均為鎢棒加工而成，設置在坩堝周圍。該結構通過驅動電機控制坩堝固定桿能精確調節坩堝冷心位置，在晶體生長過程中能夠固定坩堝位置，避免坩堝偏移。坩堝蓋支撐桿在坩堝固定桿上方，起到支撐坩堝蓋的作用。本發明結構能進一步提高熱場穩定性，采用坩堝蓋自支撐結構能夠延長坩堝使用壽命，從而進一步提升產品良率、降低產品成本。

技術領域

本發明涉及藍寶石生長領域，具體涉及一種藍寶石晶體生長用坩堝固定及坩堝蓋自支撐結構。

背景技術

藍寶石(Al₂O₃單晶)俗稱剛玉，是一種簡單配位型氧化物晶體，由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵形式結合，屬于六方晶系。具有優良的光學、力學、熱學、電學、耐腐蝕性能和化學穩定性，是一種綜合性能優良的的晶體。藍寶石晶體材料是使用最廣泛的氧化物襯底材料之一，在微電子-光學領域、通信、醫學等領域有著廣闊的應用前景。

藍寶石單晶生長方法很多種，泡生法（KY）為目前商業化生產高質量、大尺寸藍寶石單晶的主要方法之一。泡生法藍寶石晶體生長爐熱場結構多采用鎢發熱體、鎢鉬復合結構隔熱屏、鎢坩堝。其中坩堝放置在底部鎢柱上，在晶體生長過程中由于熔體對流會出現坩堝偏移和坩堝與發熱體接觸的現象，導致晶體生長失敗。坩堝蓋為多層鉬片結構，設置在坩堝上，由于晶體生長在2200℃溫度下，坩堝內熔體對流以及高溫下坩堝蓋對坩堝施加向下的壓力，會導致坩堝口直徑小于底部直徑,晶體無法從坩堝中取出。因此，急需提供一種坩堝固定和自支撐結構。

發明內容

本發明針對泡生法藍寶石晶體生長過程中存在的問題，提供一種以解決坩堝偏移和坩堝蓋重量導致坩堝口直徑小于坩堝底部直徑等問題的藍寶石晶體生長用坩堝固定及坩堝蓋自支撐結構。

本發明的目的是這樣實現的，它包括上隔熱屏、坩堝蓋、坩堝蓋支撐桿、坩堝、坩堝固定桿、驅動電機、驅動連桿、發熱體、鎢盤和鎢柱，上隔熱屏設置在坩堝蓋上方，發熱體設置在坩堝外圍，鎢盤設置在坩堝下方發熱體內部，鎢柱支撐鎢盤設置；坩堝周圍有6個坩堝固定桿，且均設置有獨立驅動電機；坩堝蓋支撐桿設置在坩堝固定桿上方支撐坩堝蓋，驅動電機與坩堝固定桿通過驅動連桿連接，驅動電機通過驅動連桿控制坩堝固定桿伸縮梁，通過控制6個坩堝固定桿的伸縮梁控制坩堝與發熱體之間的距離。

坩堝固定桿通過驅動電機控制能精確調節坩堝冷心位置，在晶體生長過程中能夠固定坩堝位置，避免坩堝偏移的現象產生。坩堝蓋支撐桿在坩堝固定桿上方，起到支撐坩堝蓋的作用，以解決坩堝蓋重量對坩堝口直徑的影響。在晶體生長過程中，該結構能提高熱場穩定性，坩堝蓋自支撐結構能夠延長坩堝使用壽命，從而進提升產品良率。

本發明還有這樣一些特征：

1、所述的6個坩堝固定桿，每個固定桿之間夾角為60°，固定桿通過電機驅動，坩堝固定桿和坩堝蓋支撐桿均為鎢棒加工而成，6個坩堝固定桿均為獨立驅動電機。

2、所述的坩堝蓋為多層同心圓環鉬片構成，鉬片層數為5-8層。

本發明有益效果有：

1.本發明一種藍寶石晶體生長用坩堝固定及坩堝蓋自支撐結構中，坩堝固定桿能夠精確調節設備冷心位置，在晶體生長過程中能夠固定坩堝位置，避免坩堝發生偏移。

2.本發明一種藍寶石晶體生長用坩堝固定及坩堝蓋自支撐結構中，坩堝蓋支撐桿支撐坩堝蓋，解決了高溫下坩堝蓋對坩堝施加向下的壓力，會導致坩堝口直徑小于底部直徑,晶體無法從坩堝中取出等問題。

本發明能夠進一步提高設備穩定性，從而進一步提升產品良率、降低產品成本。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；