[发明专利]一种单晶炉用电极结构

说明书

本发明提供了一种单晶炉用电极结构，它是由拼接在一起的两块电极板，可安装铜电极连接板的凹槽和安装在电极板上的铜柱结构组成。两块电极板安装在一起呈圆形或方形，内侧开有凹槽，电极板内部为中空结构，可安装铜电极连接板的凹槽上有内螺纹，方便两者之间连接固定；安装在电极板上的铜柱为中空结构，两端有外螺纹，分别与电极板和冷却水的接头连接，中间部分与电源连接。本发明电极结构可以增大与发热体上铜电极连接板的接触面积，提高稳定性，冷却水可以在电极板内部流通带走热量，减少因内部温度过高对电极的损坏，同时可以铜柱结构任意调节电极板与大炉盖之间的距离，使单晶炉内的温度梯度分布更合理，利于蓝宝石单晶的生长。

技术领域

本发明涉及一种单晶炉用电极结构，具体涉及一种通过冷却水冷却、自由调节高度的电极结构。

背景技术

蓝宝石俗称刚玉，主要成分是Al2O3，是一种常见的简单配位型氧化物晶体。自然界中的蓝宝石由于含有一些杂质离子而呈现出不同的颜色，单纯的氧化铝晶体是呈无色透明的，因为其具有独特的晶格构、优异的机械性能、光学性能和化学稳定性，可应用于2000℃的高温环境下，所以被广泛应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料和半导体、大规模集成电路的衬底材料。

蓝宝石晶体的生长得益于单晶炉内合理的轴向温度梯度，其中加热体的整体结构决定炉内轴向温度梯度是否合理，加热体连接在两电极上，所以电极的设计对轴向温度梯度的调节起到至关重要的作用。然而传统的电极结构无法调节与大炉盖之间的距离，不能合理调节炉内的轴向温度梯度，同时也没有冷却装置，常常因温度过高导致电极板损坏，影响使用寿命。本发明旨在通过一种改进的电极结构，通过调整电极板与大炉盖之间的距离和使用冷却水对电极冷却，增大发热体与电极的接触面积，提高稳定性，同时利用冷却水冷却电极板，延长使用寿命，合理控制炉内的轴向温度梯度，使其更利于蓝宝石单晶的生长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以通过冷却水的冷却，带走电极上的热量，同时自由调节电极结构与大炉盖之间的距离，为单晶炉的内部提供更合理的温度梯度，利于蓝宝石单晶生长的电极结构。

本发明的目的是这样实现的：它包括拼接在一起的两块电极板，可安装铜电极连接板的凹槽和安装在电极板上的铜柱结构；两块电极板安装在一起呈圆形或方形，内侧开有可安装铜电极连接板的凹槽，方便发热体上铜带及连接板安装在内，电极板内部为中空结构，冷却水可在其内部流过；可安装铜电极连接板的凹槽上有内螺纹，方便两者之间连接固定；安装在电极板上的铜柱为中空结构，两端有外螺纹，分别与电极板和冷却水的接头连接，中间部分与电源连接；整体结构安装在大炉盖的下方，通过铜柱结构上的螺母连接固定，并保证密封。

本发明还有这样一些特征：

1、所述的拼接在一起呈圆形（或方形）的两块电极板宽80~130mm，厚60~90mm，内部中空。外边缘直径为Φ400~Φ800mm，两块电极板之间的距离为8~20mm。

2、所述的可安装发热体上铜带及连接板的凹槽深20~50mm，宽30~60mm，内侧均匀分布6~12个螺纹孔，孔径Φ6~Φ10mm，方便与发热体的电极连接板固定。

所述的安装在电极板上的铜柱共4根，外直径为Φ40~Φ60mm，壁厚5~10mm，高200~500mm，两端均有外螺纹，分别与电极板和冷却水的接头连接，中间部分与电源连接。整体结构安装在大炉盖的下方，通过铜柱结构上的螺母连接固定，并保证密封。

本发明有益效果有：

1. 本发明一种单晶炉用电极结构中，电极板和铜柱结构内部的中空结构设计，可以保证冷却水在内部流通，同时带走热量，避免电极长时间在高温状态下损坏，延长电极的使用寿命。

2. 本发明一种单晶炉用电极结构中，电极板内侧的凹槽设计，可以将发热体上电极连接板放入内部，增加电极板与加热体的接触面积，稳定效果更好。