一种蓝宝石单晶炉.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CN106222747A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610777959.5(22)申请日2016.08.30(71)申请人天通银厦新材料有限公司地址750021宁夏回族自治区银川市西夏区银川经济技术开发区宏图南街296号(72)发明人王国强滕斌朱泾伟周利斌康森段斌斌(51)Int.Cl.C30B29/20(2006.01)C30B17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种蓝宝石单晶炉(57)摘要本发明属于采用泡生法制备蓝宝石晶体领域，特别涉及一种蓝宝石单晶炉，包括设有炉盖的炉体、上覆坩埚盖的坩埚、加热器、上反射屏、侧反射屏、下反射屏和籽晶杆，所述坩埚盖上覆保温屏，所述上反射屏与保温屏之间设有两个加热片，所述两个加热片在籽晶杆两边左右对称设置，所述炉盖设有真空部件。本发明减少了挥发物的沉积；可以同时实现红外测温仪和温度传感器的监控，二者相互配合，使得操作人员能够更方便地了解和操控温场；随着材料的研发，耐高温温度传感器成本的下降，使得红外测温仪完全被取代，使得泡生法实现自动化成为可能。CN106222747ACN106222747A权利要求书1/1页1.一种蓝宝石单晶炉，包括设有炉盖(11)的炉体(1)、上覆坩埚盖(2)的坩埚(3)、加热器(4)、上反射屏(5)、侧反射屏(6)、下反射屏(7)和籽晶杆(8)，其特征在于：所述坩埚盖(2)上覆保温屏(9)，所述上反射屏(5)与保温屏(9)之间设有两个加热片(10)，所述两个加热片(10)在籽晶杆(8)两边左右对称设置，所述炉盖(11)上设有真空部件(12)。2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述坩埚(3)为钨坩埚、焊接钼坩埚或者烧结钼坩埚。3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述侧反射屏(6)、下反射屏(7)为钨钼反射屏或者钨反射屏。4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述真空部件(12)的数量为两个，对称设置。5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述真空部件(12)设有除尘系统。6.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述坩埚(3)、坩埚盖(2)、上反射屏(5)和加热器(4)设有耐高温的温度传感器。7.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述加热器(4)与加热片(10)为并联。8.根据权利要求1所述的一种蓝宝石单晶炉，其特征在于：所述加热片(10)能够上下移动。2CN106222747A说明书1/4页一种蓝宝石单晶炉技术领域[0001]本发明属于采用泡生法制备蓝宝石晶体领域，特别涉及一种蓝宝石单晶炉。背景技术[0002]泡生法蓝宝石晶体的生长过程主要是通过控制系统内热量输送来完成的，加热体通过电流产生热量且以热辐射的形式传至坩埚外壁，坩埚又分别通过热传导和热辐射的形式将热量传至熔体和晶体，晶体是沿着籽晶生长的，籽晶杆内通有冷却水，可通过热对流的形式带走晶体内部大部分的热量。坩埚内的熔体和晶体均存在一定范围内的温度梯度，一个合适的温度梯度决定了热量的传递方向且有利于晶体的生长。[0003]泡生法的长晶过程有：装料、熔化料、引晶、扩肩、等径生长和收尾等过程，在这一系列过程中引晶阶段最为关键，在引晶阶段，坩埚内Al2O3熔液处于沸腾阶段，熔液中的各种杂质不断挥发，遇到冷源，就会贴附在上面，由于视镜玻璃温度较低，当打开视镜挡板时，炉内的杂质就粘附到视镜玻璃上，长时间使用视镜玻璃的清晰度会慢慢降低，不方面熔液颜色的观察，由于熔液不同颜色代表不同的温度，视镜被污染会直接影响观察人员的判断，导致引晶失败，使得后续工作无法完成。[0004]现有的单晶炉，炉体上的视窗采用的是双层石英玻璃，双层石英玻璃中间设有冷却水循环系统。现有视窗结构的不足之处是：(1)双层石英玻璃中间水的流动会产生波纹，影响观察蓝宝石单晶完整生成的准确度；(2)蓝宝石单晶炉炉内温度高达2100℃，一旦冷却水不均匀就会导致视窗玻璃的破碎；(3)视窗的里面是凹面结构，这不仅加工难度很大，，而且可进行的视窗观察都是单侧观察，这就使视窗的观察有局限性，对籽晶下种的操作不那么方便；(4)不能通过视窗充分了解炉内晶体生长的全部情况。[0005]国内现在的蓝宝石晶体生长炉观察窗，多采用在上炉盖下方，炉内隔热屏上部安装一遮挡片，通过；炉盖上方的旋动机构遮挡和暴露观察窗，这种装置结构复杂，并且在炉内要承受高温，不利于遮挡片旋动机构的密封保护，懂遮挡片传导上来的热量会严重影响旋动机构密封圈的寿命，甚至在晶体生长炉运行过程中，出现真空泄露的情况。[0006]现有的单晶炉主要是针对观察窗的改进，改进观察窗的结构，