[实用新型]泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏

说明书

技术领域

本实用新型涉及泡生法蓝宝石单晶生长炉，尤其涉及一种泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏。

背景技术：

Kyropoulos method是由Kyropouls于1926年实用新型的，它的生长原理和技术特点是：将晶体原料放入耐高温的坩埚中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部处于稍高于熔点的状态；使籽晶杆上的籽晶接触熔融液面，待其表面稍熔后，降低表面温度至熔点，提拉并转动籽晶杆，使熔体顶部处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉的过程中，生长出圆柱状晶体。

泡生法和提拉法生长晶体的原理相似，但泡生法生长出的蓝宝石晶体质量更高，从工艺上看，提拉法生长过程包括引晶、放肩、等径和收肩等阶段，并且上述阶段均需不断的提拉来完成；泡生法的晶体生长和退火过程都是在坩埚中进行的，晶体并不提拉出坩埚，蓝宝石晶体就像是从熔体中生长的；泡生法生长工艺中引晶、放肩过程中籽晶提升并旋转，而在等径生长阶段籽晶停止旋转只是根据实际情况进行微量提升；实际上泡生法晶体生长和退火过程都是在坩埚中进行的，晶体并不提拉出坩埚，因此温场容易控制，晶体品质较高。

蓝宝石主要应用之一是作为衬底材料，制备衬底材料蓝宝石的主要方法是泡生法。

蓝宝石晶体的熔点约为2050℃，泡生法是目前最主流的生长方法之一，而影响泡生法生长蓝宝石单晶质量的一个关键因素就是炉体内热场的分布。所以在2050℃这样的高温条件下，保温侧屏材料的选择及结构的设计尤为重要。

目前常用的泡生法生长大尺寸蓝宝石单晶的保温侧屏主要还是钼金属多层屏、钨金属多层屏以及钨钼金属两种多层屏的组合构成。这类保温侧屏主要靠层与层间的真空效应达到保温效果，但是钨钼材料本身作为金属材料，其保温效果差，热场分布不均匀，并且高温下钼屏会挥发出很多杂质，这些因素将导致晶体生长能耗大、晶体缺陷过多，而且成本过高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够提高晶体成品率、降低单颗晶体平均功率消耗的泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏。

本实用新型解决所述问题采用的技术方案是：

一种泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏，设置于加热器和钢外壳之间，保温侧屏内层为钨屏，外层为氧化锆纤维保温砖层。

采用上述技术方案的本实用新型，与现有技术相比，所达到的有益效果是：

系统具有更好的保温效果，减小了单个晶体的功率消耗，晶体中的轴向和径向温度梯度减小，同时减小了晶体中的热应力和位错密度。

作为优选，本实用新型更进一步的技术方案是：

所述钨屏是由双层平行的钨片卷成的双层钨筒。

所述钨片的厚度为0.5-2.5mm，两层钨片之间的距离为1-5mm。

所述氧化锆纤维保温砖层是由双层氧化锆纤维砖砌成的筒体。

所述单层氧化锆纤维砖的厚度为20-40mm。

附图说明

图1 是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是图1中钨屏侧视图；

图3 是图2中钨屏俯视图；

图4是图1中氧化锆纤维保温砖层侧视图；

图5 是图1中氧化锆纤维保温砖层俯视图；

图中：坩埚1，加热器2，钨屏3，氧化锆纤维保温砖层4，钢外壳5，外层钨筒31，内层钨筒32，D2钽钉33，外层氧化锆纤维砖41，内层氧化锆纤维砖42。

具体实施方式

以下通过附图所示实施例详述本实用新型，所举之例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而并非限制本实用新型的保护范围。

参见图1，泡生法蓝宝石单晶生长炉保温侧屏，设置于加热器2和钢外壳5之间，保温侧屏内层为钨屏3，外层为氧化锆纤维保温砖层4。

参见图2、图3，钨屏3是由外层钨筒31、内层钨筒32组成的双层钨筒，该双层钨筒由双层平行的钨片卷成，每层钨片均由单块钨片连接起来，单块钨片连接处交叉为40mm，组成长方形，高度为900mm，钨片的厚度为1.5mm；钨筒使用D2钽钉33铆接固定，两层钨筒中间用16个钨丝卡扣固定，两个卡扣之间的间隔为22.5°，两层钨筒（钨片）之间的间隔为5mm。

参见图4、图5，氧化锆纤维保温砖层4是由外层氧化锆纤维砖41、内层氧化锆纤维砖42砌成的双层氧化锆纤维砖筒体，单层氧化锆纤维转的厚度为30mm，双层氧化锆纤维砖筒体高度为860mm。

本实施例所述的保温侧屏结构尤其适用于泡生法生长高温氧化物晶体。