一种蓝宝石单晶炉底部加热器及单晶炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107904656A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201711237383.4(22)申请日2017.11.30(71)申请人南京晶升能源设备有限公司地址210000江苏省南京市经济技术开发区恒发路30-1号(72)发明人李辉大卫·肯尼斯·李斯毛瑞川张小潞张熠(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人张弛(51)Int.Cl.C30B11/00(2006.01)C30B29/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种蓝宝石单晶炉底部加热器及单晶炉(57)摘要本发明公开了一种蓝宝石单晶炉底部加热器，包括发热体，发热体包含外层段、自外层段弯折处向内弯折的中层段、自中层段弯折处向内弯折的内层段，自外向内的每一段加热器部分的长度逐渐缩短且横截面积逐渐增大，在加热器通电的电流恒定情况下，发热体由外向内的发热量逐层降低，梯度更符合单晶炉中的晶体生长需要，发热体发热稳定性好。本发明还提供了使用蓝宝石单晶炉底部加热器的单晶炉。CN107904656ACN107904656A权利要求书1/1页1.一种蓝宝石单晶炉底部加热器，包括发热体，其特征在于，所述发热体为带状结构，且发热体包含外层段、自外层段弯折处向内弯折的中层段、自中层段弯折处向内弯折的内层段；所述外层段的长度大于中层段的长度；中层段的长度大于内层段的长度；所述外层段的横截面积小于中层段的横截面积、中层段的的横截面积小于内层段的横截面积。2.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：所述外层段弯折处的横截面积小于外层段的横截面积；所述中层段弯折处的横截面积小于中层段的横截面积。3.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：所述外层段分为两个对称的半圆形外段，且半圆形外段的两端为向内弯折的外层段弯折处，所述中层段包括四个弧形段，且弧形段自外层段弯折处沿着半圆形外段的内侧向半圆形外段中间位置延伸；每个半圆形外段的两端分别向内各自延伸出弧形段，且该自同一个半圆形外段两端延伸出的两个弧形段相向延伸；每个弧形段延伸的末端为中层段弯折处；所述内层段包括两个对称的半圆形内段，且每个半圆形内段的两端与两个中层段弯折处连接。4.根据权利要求3所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：所述两个半圆形外段为轴对称，所述两个半圆形内段同样为轴对称，且两个半圆形外段的对称轴与两个半圆形内段的对称轴垂直。5.根据权利要求1至4中任一项所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：所述发热体为石墨材质。6.根据权利要求5所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：所述发热体的为首尾相接的带状结构。7.根据权利要求3或4所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：还包括与发热体连接的两个石墨电极，其中一个石墨电极为输入端，另一个石墨电极为输出端，所述的两个石墨电极与发热体连接后通直流电或单相交流电。8.根据权利要求7所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：所述每个石墨电极对应连接一个半圆形外段，所述石墨电极连接在半圆形外段的中央处并自该半圆形外段向下延伸。9.根据权利要求7所述的蓝宝石单晶炉底部加热器，其特征在于：发热体与石墨电极之间设有柔性垫片，通过螺栓将石墨电极与发热体紧固连接；所述的发热体、石墨电极、螺栓的材质均为高强度等静压石墨；所述的柔性垫片的材质为石墨纸10.一种单晶炉，其特征在于，包含根据权利要求1至9中任一项所述的蓝宝石单晶炉底部加热器。2CN107904656A说明书1/3页一种蓝宝石单晶炉底部加热器及单晶炉技术领域[0001]本发明涉及到蓝宝石单晶炉领域。背景技术[0002]蓝宝石单晶具有优异的光学性能，机械强度高，化学性能稳定，强度高、硬度大、耐冲刷，可以在接近2000℃的高温恶劣环境下工作，因而被广泛应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料：其独特的晶格结构，优异的力学性能和良好的热稳定性，使高完整性、低缺陷C面取向的蓝宝石单晶成为实际应用的LED和LD发光二极管半导体工业最为理想的衬底材料。[0003]高品质的蓝宝石晶体需要一个较好且稳定的轴向梯度和径向梯度。发热体的结构设计的主要标准是否能满足热量且构建出稳定的横向与径向梯度。目前，蓝宝石单晶炉的底部加热器存主要通过钨杆折弯而成，具体结构有两种型式：第一种如图1及图2所示，为将钨杆1折弯成U型并连接有铜电极2，U型钨杆竖直部分对坩埚侧部进行加热，U型钨杆横杆部分在坩埚底部纵横交错，对坩埚底部进行加热。第二种如图3及图4所示，采用L型钨杆3并连接有铜电极1，在第一种结构型式的基础上增加集电环2，L型钨杆连接到集电环2上，L型钨杆3的一侧对坩埚侧部进行加