一种用于长晶的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于长晶的装置，主要用于泡生法生长蓝宝石，具有长晶坩埚和坩埚盖板，长晶坩埚内侧具有增大的倒角，装有高温蓝宝石熔体，坩埚盖板盖在坩埚上，倒角设计可以有效改善底部坩埚传热，提高坩埚壁温度，降低晶体后期生长速度，减少晶体后期贴锅，有效提升大公斤级晶体收尾阶段坩埚与晶体分离的概率，提升晶体的质量，还可以减少坩埚制作的原材料，降低坩埚铸造成本。降低坩埚铸造成本。降低坩埚铸造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于长晶的装置


[0001]本技术涉及泡生法蓝宝石长晶工艺，尤其涉及蓝宝石长晶坩埚设计。

技术介绍

[0002]长晶工艺中，通过引晶-扩肩-等径生长-收尾完成蓝宝石晶体的生长。收尾主要是控制晶体生长及提拉速度并配合功率的加减完成晶体与坩埚的分离，防止冷却过程中晶体与坩埚接触导致晶体开裂，收尾阶段十分关键，关系整个晶体的质量。晶体生长完成后需要将坩埚掉出炉体，并进行热场微调后重新将坩埚掉回炉体进行下一轮长晶。现阶段坩埚底部内侧设计有一个圆弧形的倒角，但是倒角较小，使得晶体后期的长速很难控制，造成晶体底部直径过大，脱离时晶体与坩埚内侧不易分离，造成晶体与坩埚脱离失败，晶体开裂；或是晶体与坩埚内侧间隙太小，冷却时晶体与坩埚内侧接触导致晶体开裂，上述方法不仅造成晶体质量的下降，浪费宝贵的时间，随着晶体尺寸增加，生长周期越长，时间浪费越多，大大增加了生产成本。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种用于长晶的装置，用于泡生法生长蓝宝石晶体，装置包括具有开口的坩埚和盖在开口上的坩埚盖板，长晶坩埚用于在生长蓝宝石晶体时装盛高温蓝宝石熔体，坩埚盖板盖在坩埚上，在长晶工艺中，坩埚盖板与蓝宝石熔体之间设置有保护片，保护片用于防止熔体挥发后粘附在坩埚盖板。
[0004]根据本技术，优选的，保护片的投影面积为开口面积的50%以上，以保障保护效果，有效延长坩埚盖板的使用寿命。
[0005]根据本技术，优选的，保护片的材料包括钨、钽或者钼等在高温下物理化学性质稳定的材料。
[0006]根据本技术，优选的，保护片的厚度为0.1至3毫米。因为保护片为易耗品，减少厚度降低使用成本。
[0007]根据本技术，优选的，保护片的表面粗糙度不大于0.5微米，光洁的表面减少了保护片的裸露面积，降低高温下保护片材料挥发导致的生长污染影响。
[0008]根据本技术，优选的，保护片与坩埚盖板通过套索连接、铰链连接或者卡扣连接。
[0009]根据本技术，优选的，保护片与坩埚盖板之间通过一垫圈或者隔条分开。
[0010]采用上述技术方案，减少坩埚盖板生长损耗，延长坩埚盖板的使用寿命，也降低使用者清理和维护坩埚盖板的人力投入。
[0011]在本技术为了解决
技术介绍
中的问题，还提供了一系列对长晶装置的改进设计，公开了一种用于长晶的装置，用于泡生法生长蓝宝石晶体，装置包括具有开口的坩埚，长晶坩埚用于在生长蓝宝石晶体时装盛高温蓝宝石熔体，坩埚具有半径为埚底半径的0.5至0.75倍的内侧倒角，内侧倒角有效改善底部坩埚传热，提高坩埚壁温度，降低晶体后期生
长速度，有利于降低晶体的底部直径。
[0012]根据本技术，优选的，坩埚的材料包括钨或者钼。
[0013]在本技术的一些实施方式中，优选的，坩埚具有半径为埚底半径的0.6至0.8的外侧倒角，扩大常规工艺的倒角，匹配加热器设计，增强热场均匀性。
[0014]根据本技术，优选的，内侧倒角和外侧倒角为圆弧状或者近圆弧状，缩短热传导路径，形成均匀热场。
[0015]根据本技术，优选地，坩埚侧壁具有用于承载起吊力的通孔。
[0016]根据本技术，优选的，为了防止坩埚在移动时，发生脱落的现象，特别是弥补通孔造成的应力缺陷，坩埚开口处具有用于提升开口强度的唇口。
[0017]根据本技术，优选的，唇口与坩埚材料相同。
[0018]在本技术公开的该系列技术方案中的倒角设计可以有效改善底部坩埚传热，提高坩埚壁温度，降低晶体后期生长速度，减少晶体后期贴锅，有效提升大公斤级晶体收尾阶段坩埚与晶体分离的概率，提升晶体的质量，还可以减少坩埚制作的原材料，降低坩埚铸造成本。
附图说明
[0019]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
[0020]图1为本技术的实施例一的长晶装置的剖视示意图。
[0021]图2为本技术的实施例一的长晶坩埚的剖视示意图；
[0022]图中标示：1、坩埚盖板；2、坩埚；21、内侧倒角；22、外侧倒角；23、通孔；24、唇口；3、熔体；4、保护片；5、顶部保温层；6、加热器；7、侧部保温层。
具体实施方式
[0023]下面便结合附图对本技术若干具体实施例作进一步的详细说明。但以下关于实施例的描述及说明对本技术保护范围不构成任何限制。
[0024]应当理解，本技术所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不是旨在限制本技术。进一步理解，当在本技术中使用术语“包含”、"包括"时，用于表明陈述的特征、整体、步骤、组件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、组件、封装件、和/或它们的组合的存在或增加。
[0025]除另有定义之外，本技术所使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本技术所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。应进一步理解，本技术所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本技术中明确如此定义之外。
[0026]参看图1，在本技术的第一个实施例中，提供了一种用于长晶的装置，用于泡生法生长蓝宝石晶体，主要基于坩埚盖板1进行设计，装置包括具有开口的坩埚2，坩埚内用于装夹籽晶和装盛高温蓝宝石熔体3，和盖在开口上的坩埚盖板1，坩埚盖板1盖在坩埚2上，
在长晶工艺中，坩埚盖板1与蓝宝石熔体3之间设置有保护片4，保护片4用于防止熔体挥发后粘附在坩埚盖板1，保护片4与坩埚盖板1之间通过一垫圈或者隔条分开。在长晶过程中将三氧化二铝放入坩埚2内，把安装好保护片4的坩埚盖板1放在坩埚2上，保护片4朝下放置，可在坩埚2外围或者盖板1上覆盖顶部保温层5、侧部保温层7，顶部保温层5、侧部保温层7位于加热器6与炉体之间，待长晶装置安装完毕，对坩埚2进行抽真空，抽至装置内压强小于5*10-3
Pa，通过加热器6，本实施例采用的加热器6为鸟笼加热器，开始升温、化料、引晶、晶体生长、退火、冷却等长晶过程。
[0027]保护片4的投影面积为开口面积的50%以上，优选的，保护片4的尺寸略小于开口，以保障保护效果，有效延长坩埚盖板1的使用寿命，完成一个长晶流程后，取出坩埚盖板1，测量附着在保护片4上的挥发物厚度，如厚度大于5mm，则更换新的保护片4。
[0028]在实施例中，保护片4的材料可以选用包括钨、钽或者钼等在高温（例如在接近2000℃的环境中）下物理化学性质稳定的材料，减少保护片4对长晶的影响。
[0029]保护片4的厚度为0.1至3毫米，因为在本实施例中保护片4为易耗品，减少厚度可降低使用成本。考虑到高温下保护片4材料挥发导致的生长污染影响，保护片4的表面粗糙度不大于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于长晶的装置，用于泡生法生长蓝宝石晶体，装置包括具有开口的坩埚，长晶坩埚用于在生长蓝宝石晶体时装盛高温蓝宝石熔体，其特征在于，坩埚具有半径为埚底半径的0.5至0.75倍的内侧倒角。2.根据权利要求1所述的一种用于长晶的装置，其特征在于，坩埚具有半径为埚底半径0.6至0.8倍的外侧倒角。3.根据权利要求1或2所述的一种用于长晶的装置，其特征在于，内侧倒角...

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