[实用新型]一种大规格尺寸蓝宝石炉双加热器结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石晶体生长设备技术领域，特别涉及一种大规格尺寸蓝宝石炉双加热器结构。

背景技术

目前，蓝宝石衬底企业和LED外延厂商的应用都以2英寸和4英寸为主衬底，随着LED的应用越来越广泛，国内外外延厂商逐渐引入4英寸及6英寸外延生产工艺和设备，4英寸、6英寸蓝宝石衬底将促进成本的大幅度降低，对大尺寸蓝宝石衬底的需求也将迅速升温，从而促进蓝大规格尺寸蓝宝石晶体生长炉市场需求激增。

在晶体的生长过程中，需要一定的轴向梯度和径向梯度。而传统的蓝宝石泡生炉只能满足小规格尺寸蓝宝石晶体的生长，而晶体直径一旦超过300mm之后，所需要的温度梯度仅仅靠单一的加热器已经很难形成比较可靠且理想的温度梯度，导致晶体的良率及品质比较低。

现有的实施方案一：如图1所示，采用单一鸟笼式加热器01，无底部加热器；采用单一电源供电，采用2个半圆形铜环，多组U型钨棒的两端分别固定在2个半圆形铜环上，另外有用钨棒做成的半圆环固定在U型钨棒中间，构建出鸟笼式钨棒加热结构。

现有的蓝宝石泡生炉均采用了鸟笼式钨棒加热器，但是存在以下的缺点：温场的结构在加热器及保温屏安装之后，温场的轴向及径向温度梯度都已经定型，就是安装之后热场的可控调节的手段较少，使采用该热场的蓝宝石炉的长晶难度大；

现有的实施方案二：侧面加热器采用2段式加热，底部为单独加热结构。侧面加热器由两个图2中的侧面加热器半分体02结构组成，均采用钨丝网结构；底面加热器也采用钨丝网结构。

采用侧面2段钨丝网+底部钨丝网加热，能较好的控制温度梯度，但是存在底部径向温度梯度不均匀，制造加工费用昂贵的问题。

因此，针对上述情况，如何改进蓝宝石炉的结构，为大规格尺寸蓝宝石晶体生长创造有利的热场条件，并降低蓝宝石炉的生产成本，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种大规格尺寸蓝宝石炉双加热器结构，以构建出一种侧面有一定径向梯度的温度场，并配以底部加热器，形成独特的双加热器结构的蓝宝石炉，为大规格尺寸蓝宝石晶体生长创造可靠及优良的温场结构，并有效降低蓝宝石炉的生产成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种大规格尺寸蓝宝石炉双加热器结构，包括：

侧面加热器，采用两个沿轴向通过绝缘件紧固连接的铜环作为电极，分别为第一铜电极和第二铜电极，在这两个铜电极上分别沿周向安装有多个U型钨棒形成筒状结构作为发热体，且所述U型钨棒在所述第一铜电极和所述第二铜电极上分别按轴对称排列方式固定；

底部加热器，采用双螺旋钨丝根据热场需要构建同心发热环，所述双螺旋钨丝通过双螺旋连接螺丝连接于电极板上，底部通过U型支撑钨棒支撑。

优选的，两个所述铜电极上的所述U型钨棒相间排布在同一个圆周上。

优选的，两个所述铜电极上分别开设有用于安装所述U型钨棒的安装孔，且位于下方的所述第一铜电极的内壁上与所述第二铜电极上的安装孔相对的位置开设有凹槽，用于供安装在所述第二铜电极上的所述U型钨棒通过。

优选的，两个所述铜电极通过多个螺栓紧固连接，每个所述螺栓与所述铜电极之间垫设有绝缘垫，且两个所述铜电极之间设置有绝缘块。

优选的，每个所述U型钨棒的顶部固定在所述铜电极的安装孔上，底部均插入圆形钨环，并通过细的钨丝捆绑在一起。

优选的，所述U型支撑钨棒位于下保温钼屏的部分套设有U型支撑钨棒绝缘套。

优选的，所述U型支撑钨棒的底部插入绝缘圈，固定在底部支撑固定板上。

优选的，所述侧面加热器和所述底部加热器分别连接于不同的电路，能够在晶体加工的不同阶段调整所述侧面加热器以及所述底部加热器的功率，以满足晶体不同的阶段对热场的不同要求。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的大规格尺寸蓝宝石炉双加热器结构包括了侧面加热器和底部加热器两部分，因此该蓝宝石炉可以通过对侧面加热器和底部加热器的功率调整实现组合出与蓝宝石在不同的长晶阶段所需要的出不同的热场，热场的可调控组合增多，从而为大规格蓝宝石晶体生长创造出有利的热场条件；

并且由上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的侧面加热器中采用U型钨棒作为发热体的构成部件，并且U型钨棒在两个铜电极上呈轴对称的形式排布，从而使侧面加热器在轴向及径向上的温度梯度完全对称分布，这不仅为大规格蓝宝石晶体生长创造出了均匀的侧面温度梯度，同时钨棒的加工生产成本也明显低于钨丝网的生产成本，因而该种侧面加热器结构还有效降低了整个蓝宝石炉的生产成本；