[发明专利]一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构

说明书

本发明涉及一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构。该结构包括上隔热屏、坩埚盖、坩埚盖支撑杆、坩埚、坩埚固定杆、驱动电机、发热体、钨盘和钨柱。坩埚固定杆和坩埚盖支撑杆均为钨棒加工而成，设置在坩埚周围。该结构通过驱动电机控制坩埚固定杆能精确调节坩埚冷心位置，在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚偏移。坩埚盖支撑杆在坩埚固定杆上方，起到支撑坩埚盖的作用。本发明结构能进一步提高热场稳定性，采用坩埚盖自支撑结构能够延长坩埚使用寿命，从而进一步提升产品良率、降低产品成本。

技术领域

本发明涉及蓝宝石生长领域，具体涉及一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构。

背景技术

蓝宝石(Al₂O₃单晶)俗称刚玉，是一种简单配位型氧化物晶体，由三个氧原子和两个铝原子以共价键形式结合，属于六方晶系。具有优良的光学、力学、热学、电学、耐腐蚀性能和化学稳定性，是一种综合性能优良的的晶体。蓝宝石晶体材料是使用最广泛的氧化物衬底材料之一，在微电子-光学领域、通信、医学等领域有着广阔的应用前景。

蓝宝石单晶生长方法很多种，泡生法（KY）为目前商业化生产高质量、大尺寸蓝宝石单晶的主要方法之一。泡生法蓝宝石晶体生长炉热场结构多采用钨发热体、钨钼复合结构隔热屏、钨坩埚。其中坩埚放置在底部钨柱上，在晶体生长过程中由于熔体对流会出现坩埚偏移和坩埚与发热体接触的现象，导致晶体生长失败。坩埚盖为多层钼片结构，设置在坩埚上，由于晶体生长在2200℃温度下，坩埚内熔体对流以及高温下坩埚盖对坩埚施加向下的压力，会导致坩埚口直径小于底部直径,晶体无法从坩埚中取出。因此，急需提供一种坩埚固定和自支撑结构。

发明内容

本发明针对泡生法蓝宝石晶体生长过程中存在的问题，提供一种以解决坩埚偏移和坩埚盖重量导致坩埚口直径小于坩埚底部直径等问题的蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构。

本发明的目的是这样实现的，它包括上隔热屏、坩埚盖、坩埚盖支撑杆、坩埚、坩埚固定杆、驱动电机、驱动连杆、发热体、钨盘和钨柱，上隔热屏设置在坩埚盖上方，发热体设置在坩埚外围，钨盘设置在坩埚下方发热体内部，钨柱支撑钨盘设置；坩埚周围有6个坩埚固定杆，且均设置有独立驱动电机；坩埚盖支撑杆设置在坩埚固定杆上方支撑坩埚盖，驱动电机与坩埚固定杆通过驱动连杆连接，驱动电机通过驱动连杆控制坩埚固定杆伸缩梁，通过控制6个坩埚固定杆的伸缩梁控制坩埚与发热体之间的距离。

坩埚固定杆通过驱动电机控制能精确调节坩埚冷心位置，在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚偏移的现象产生。坩埚盖支撑杆在坩埚固定杆上方，起到支撑坩埚盖的作用，以解决坩埚盖重量对坩埚口直径的影响。在晶体生长过程中，该结构能提高热场稳定性，坩埚盖自支撑结构能够延长坩埚使用寿命，从而进提升产品良率。

本发明还有这样一些特征：

1、所述的6个坩埚固定杆，每个固定杆之间夹角为60°，固定杆通过电机驱动，坩埚固定杆和坩埚盖支撑杆均为钨棒加工而成，6个坩埚固定杆均为独立驱动电机。

2、所述的坩埚盖为多层同心圆环钼片构成，钼片层数为5-8层。

本发明有益效果有：

1.本发明一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构中，坩埚固定杆能够精确调节设备冷心位置，在晶体生长过程中能够固定坩埚位置，避免坩埚发生偏移。

2.本发明一种蓝宝石晶体生长用坩埚固定及坩埚盖自支撑结构中，坩埚盖支撑杆支撑坩埚盖，解决了高温下坩埚盖对坩埚施加向下的压力，会导致坩埚口直径小于底部直径,晶体无法从坩埚中取出等问题。

本发明能够进一步提高设备稳定性，从而进一步提升产品良率、降低产品成本。

附图说明

图1为本发明结构示意图；