一种蓝宝石长晶炉制造技术

本实用新型专利技术提供了一种蓝宝石长晶炉，通过设置特定位置的保护气体入气管道及相应的出气口，使通入的保护气体可形成炉盖与坩埚盖之间的杂质排斥区，包围着籽晶杆以及晶体生长界面与外界唯一的连通口，即坩埚盖上的籽晶杆插入口，将携有杂质的气流完全隔离在排斥区外，从而实现对杂质所处区域的有效控制，防止其进入坩埚内影响结晶过程，该区域内的钨钼材料也可隔绝氧气不被氧化产生杂质，有效保证了长晶过程中蓝宝石晶体晶格的正常排列，减少晶体缺陷，提升晶体质量及成品良率，同时坩埚盖上的籽晶杆插入口以及其上方大范围热场的清洁度也得到提高，热场的使用寿命延长。

【技术实现步骤摘要】
一种蓝宝石长晶炉
本技术涉及晶体生长装置
，特别是涉及一种蓝宝石长晶炉。
技术介绍
目前的蓝宝石长晶炉中很多部件均采用钨钼产品，尤其是保温层结构，大多都是采用钨材料、钼材料以及氧化锆砖等。在长晶过程中，由于长晶炉内处于高温状态，保温结构材料挥发严重，会使炉内存在大量挥发物杂质，例如保温氧化锆砖内的多种成分长时间受热后便会发生分解进而释放杂质气体并产生氧化亚铁、硅酸钙等杂质，尤其是氧化锆砖内的Fe2O3成分，热分解后会释放出氧气，而钨钼材料在高温下又会与氧气发生反应进一步生成其各自的氧化物杂质。这些杂质不仅会污染热场，还极易跟随炉内热场气流进入蓝宝石生长的熔体内，致使晶体晶格排列发生异常，进而产生晶体缺陷，降低蓝宝石晶体质量，造成一定的良率损失。现有蓝宝石长晶工艺中设计了多种方法以解决此类问题，其中包括向蓝宝石长晶炉内通入氩气，其目的仅在于通过氩气的流通将保温层释放的杂质和氧气从长晶炉中带走，同时也避免氧气与钨钼材料反应再次生成新的杂质，这种方式虽然能够适当减少杂质的量，但是该装置中剩余的杂质仍会跟随气流充斥在整个炉腔内，导致晶体生长的界面始终暴露于杂质环境中，即由于现有技术并不能控制杂质所处的区域，因此不能完全避免蓝宝石长晶过程受到杂质污染，不能完全保障晶体生长的质量。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种蓝宝石长晶炉，所述长晶炉通过设置特定位置的保护气体入气管道及相应的出气口，使通入长晶炉的保护气体可形成包围着籽晶杆和坩埚盖上籽晶杆插入口的杂质排斥区，有效避免杂质对晶体生长产生影响，减少晶体缺陷，提升晶体良率以及热场清洁度。为了实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种蓝宝石长晶炉，所述长晶炉包括炉体，所述炉体上有炉盖，所述炉体内有保温结构，所述保温结构包括位于所述炉盖下方的保温层，所述保温层下方有用作蓝宝石晶锭生长容器的坩埚，所述坩埚具有坩埚盖，所述炉盖、保温层和坩埚盖均有籽晶杆插入口；用于夹持籽晶的籽晶杆，所述籽晶杆的一端能穿过所述炉盖、保温层和坩埚盖的籽晶杆插入口伸入到所述坩埚内；以及保护气体入气管道，所述入气管道位于所述炉盖上且端部有出气口，所述出气口位于所述炉盖下表面并包围所述炉盖的籽晶杆插入口，或者所述入气管道与所述籽晶杆同轴，所述入气管道侧壁和/或所述入气管道端部有出气口，且当所述籽晶杆插入坩埚内长晶时，所述出气口位于所述炉盖和所述坩埚盖之间围绕着所述籽晶杆；通过所述入气管道可实现保护气体通入所述长晶炉后在所述炉盖与坩埚盖之间形成杂质排斥区，所述杂质排斥区包围所述籽晶杆和所述坩埚盖的籽晶杆插入口。作为本技术的一种优选方案，当所述入气管道位于所述炉盖上且其端部的出气口位于所述炉盖下表面并包围所述炉盖的籽晶杆插入口时，所述出气口包括一个环状的出气口或多个出气口，所述多个出气口形成环状包围所述炉盖的籽晶杆插入口。作为本技术的一种优选方案，当所述入气管道与所述籽晶杆同轴时，所述入气管道侧壁和/或所述入气管道端部的出气口包括多个，所述多个出气口围绕所述籽晶杆。作为本技术的一种优选方案，所述保护气体入气管道上还连接有流量控制器。作为本技术的一种优选方案，所述长晶炉还包括在所述炉体侧壁上设置的抽气口，且配合所述抽气口安装有压力控制器。作为本技术的一种优选方案，所述保护气体入气管道与外界气体管路相连，所述外界气体管路上设置有三通球阀。作为本技术的一种优选方案，所述保温层包括上保温层和中保温层，所述中保温层设置于所述坩埚盖上方，所述上保温层设置在所述中保温层上方。作为本技术的一种优选方案，所述的保温结构还包括侧部保温氧化锆砖以及保温钼桶，所述氧化锆砖及所述保温钼桶均设置在所述坩埚周围。作为本技术的一种优选方案，所述蓝宝石长晶炉为泡生法长晶炉。如上所述，本技术的有益效果为：本技术提供一种蓝宝石长晶炉，所述长晶炉设置有保护气体入气管道，所述入气管道位于所述炉盖上且端部有出气口，所述出气口位于所述炉盖下表面并包围所述炉盖的籽晶杆插入口，或者所述入气管道与所述籽晶杆同轴，所述入气管道侧壁和/或所述入气管道端部有出气口，且当所述籽晶杆插入坩埚内长晶时，所述出气口位于所述炉盖和所述坩埚盖之间围绕着所述籽晶杆。通过设置特定位置的保护气体入气管道及相应的出气口，使通入的保护气体可形成炉盖与坩埚盖之间的杂质排斥区，包围着籽晶杆以及晶体生长界面与外界唯一的连通口，即坩埚盖上的籽晶杆插入口，将携有杂质的气流完全隔离在排斥区外，从而实现对杂质所处区域的有效控制，防止其进入坩埚内影响结晶过程，该区域内的钨钼材料也可隔绝氧气不被氧化产生杂质，有效保证了长晶过程中蓝宝石晶体晶格的正常排列，减少晶体缺陷，提升晶体质量及成品良率，同时坩埚盖上的籽晶杆插入口以及其上方大范围热场的清洁度也得到提高，热场的使用寿命延长。附图说明图1显示为一种现有蓝宝石长晶炉的结构示意图。图2显示为本技术于一实施例中公开的一种蓝宝石长晶炉的结构示意图。图3显示为本技术于一实施例中公开的一种蓝宝石长晶炉的结构示意图。图4显示为使用现有蓝宝石长晶炉生长的晶体。图5显示为使用现有蓝宝石长晶炉生长的晶体。图6显示为使用本技术中蓝宝石长晶炉生长的晶体。图7显示为使用本技术中蓝宝石长晶炉生长的晶体。图8显示为使用现有蓝宝石长晶炉长晶后的炉内热场。图9显示为使用现有蓝宝石长晶炉长晶后的炉内热场。图10显示为使用本技术中蓝宝石长晶炉长晶后的炉内热场。图11显示为使用本技术中蓝宝石长晶炉长晶后的炉内热场。附图标号说明：1.炉体9.保护气体入气管道2.炉盖10.出气口3.蓝宝石晶锭11.外界气体管路4.坩埚12.上保温层5.坩埚盖13.中保温层6.籽晶杆插入口14.氧化锆砖7.籽晶15.钼桶8.籽晶杆具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。请参阅图1至图11。须知，本申请实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，虽图示中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓝宝石长晶炉，其特征在于，所述长晶炉包括炉体，所述炉体上有炉盖，所述炉体内有保温结构，所述保温结构包括位于所述炉盖下方的保温层，所述保温层下方有用作蓝宝石晶锭生长容器的坩埚，所述坩埚具有坩埚盖，所述炉盖、保温层和坩埚盖均有籽晶杆插入口；用于夹持籽晶的籽晶杆，所述籽晶杆的一端能穿过所述炉盖、保温层和坩埚盖的籽晶杆插入口伸入到所述坩埚内；以及保护气体入气管道，所述入气管道位于所述炉盖上且端部有出气口，所述出气口位于所述炉盖下表面并包围所述炉盖的籽晶杆插入口，或者所述入气管道与所述籽晶杆同轴，所述入气管道侧壁和/或所述入气管道端部有出气口，且当所述籽晶杆插入坩埚内长晶时，所述出气口位于所述炉盖和所述坩埚盖之间围绕着所述籽晶杆；通过所述入气管道可实现保护气体通入所述长晶炉后在所述炉盖与坩埚盖之间形成杂质排斥区，所述杂质排斥区包围所述籽晶杆和所述坩埚盖的籽晶杆插入口。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓝宝石长晶炉，其特征在于，所述长晶炉包括炉体，所述炉体上有炉盖，所述炉体内有保温结构，所述保温结构包括位于所述炉盖下方的保温层，所述保温层下方有用作蓝宝石晶锭生长容器的坩埚，所述坩埚具有坩埚盖，所述炉盖、保温层和坩埚盖均有籽晶杆插入口；用于夹持籽晶的籽晶杆，所述籽晶杆的一端能穿过所述炉盖、保温层和坩埚盖的籽晶杆插入口伸入到所述坩埚内；以及保护气体入气管道，所述入气管道位于所述炉盖上且端部有出气口，所述出气口位于所述炉盖下表面并包围所述炉盖的籽晶杆插入口，或者所述入气管道与所述籽晶杆同轴，所述入气管道侧壁和/或所述入气管道端部有出气口，且当所述籽晶杆插入坩埚内长晶时，所述出气口位于所述炉盖和所述坩埚盖之间围绕着所述籽晶杆；通过所述入气管道可实现保护气体通入所述长晶炉后在所述炉盖与坩埚盖之间形成杂质排斥区，所述杂质排斥区包围所述籽晶杆和所述坩埚盖的籽晶杆插入口。


2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石长晶炉，其特征在于，当所述入气管道位于所述炉盖上且其端部的出气口位于所述炉盖下表面并包围所述炉盖的籽晶杆插入口时，所述出气口包括一个环状的出气口或多个出气口，所述多个出气口形成环状包围所述炉盖的籽晶杆插入口。


3...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐凡，陈建明，
申请(专利权)人：福建晶安光电有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35