專利名稱：單一組分氧化物晶體生長用坩堝的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種單一組分氧化物晶體生長用坩堝。
背景技術：
單一組分氧化物晶體，例如，藍寶石晶體，在物化性能上表現為各向異性，要生長高質量的藍寶石晶體必須依據藍寶石晶體本身的特性建立適合其生長的溫場，坩堝是溫場中的主體，因此坩堝的設計是溫場中的關鍵。目前各種熔體法生長藍寶石過程中使用的坩堝一般都為底部平坦的圓桶裝，由于發(fā)熱體發(fā)熱的不均勻性，在熔體法生長藍寶石晶體中坩堝底部的溫度、坩堝中部的溫度以及坩堝上部的溫度并非呈現線性分布。例如，公開號為2571773的中國專利公開了一種中頻感應加熱提拉法晶體生長爐上的熱場裝置，熱場裝置的隔熱層采用復合式固定結構，其外層以硬質耐火材料制成薄壁直筒形，而內襯以相同材料制成上口稍大、下底稍小的薄壁倒錐筒形，在外層和內襯之間的四周充填耐高溫絕熱材料，作為加熱器的鉬坩堝的形狀也制成與內襯相配合的倒錐筒形。 在該公開的專利中，內襯的底部是平坦的，其仍然存在前述的缺陷。

實用新型內容針對相關技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種單一組分氧化物晶體生長用坩堝，以解決現有技術中坩堝內熔體溫度梯度分布不合理，以及不利于采用C向生長單一組分氧化物晶體。為實現上述目的，本實用新型提供一種單一組分氧化物晶體生長用坩堝，具有相連的鍋壁和鍋底，鍋壁呈圓柱筒，其內表面為倒置的第一截錐面，外表面為直圓柱筒面；以及鍋底被構造成其上表面為倒置的第二截錐面或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底中央的定位部、及圍繞定位部的倒置的第三截錐面。優(yōu)選地，第一截錐面的半錐頂角大于等于0.5°小于等于5° ；第二截錐面和尖錐面的半錐頂角大于等于45°小于等于85° ；第三截錐面的半錐頂角大于等于45°小于等于 85°。優(yōu)選地，定位部為平面結構。優(yōu)選地，定位部為凹槽結構。優(yōu)選地，坩堝為用于生長藍寶石晶體的鎢坩堝。相比于現有技術，本實用新型的技術效果在于(1)由于坩堝的鍋底和鍋壁均為具有倒錐面的錐度設計，這使得坩堝內熔體溫度梯度分布更加合理，利于晶體生長穩(wěn)定的進行；(2)坩堝鍋底的上表面(S卩，內表面)設有倒置的截錐面，從而對晶體生長產生強制作用，有利于采用C向生長單一組分氧化物晶體；(3)設置于坩堝鍋底的倒置的截錐面，使得晶體生長完成后晶體底部與坩堝鍋底不易粘連，從而提高晶體生長的良率；(4)坩堝鍋底的上表面與坩堝鍋壁的內表面均呈倒錐面設計，以使得坩堝內部構成上大下小的錐度設計，這有利于晶體從坩堝內取出；(5)設于坩堝鍋底底部中央處的定位部構造為凹槽結構，這使得坩堝更容易固定于底部支架上，不易偏離加熱坩堝內容物所用熱系統的中心。

圖1是本實用新型的單一組分氧化物晶體生長用坩堝的剖視圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的單一組分氧化物晶體生長用坩堝具有相連的鍋壁1和鍋底3，其中鍋壁1和鍋底3內表面均呈倒錐面設計，使得坩堝內部為上大下小的倒錐結構。 由于坩堝的鍋底和鍋壁均為具有倒錐面的錐度設計，這使得坩堝內熔體溫度梯度分布更加合理，利于晶體生長穩(wěn)定的進行；而且有利于晶體從坩堝內取出。具體而言，圖1示出，鍋壁1呈圓柱筒，鍋壁1的內表面為倒置的第一截錐面11， 鍋壁1的外表面為直圓柱筒面13。鍋底3的上表面(S卩，內表面)為倒置的第二截錐面31 或倒置的尖錐面，鍋底3的下表面(即，外表面)具有在鍋底3中央的定位部35、及圍繞定位部35的倒置的第三截錐面33。由于坩堝鍋底的內表面設為倒錐面(尖錐面和截錐面均屬于倒錐面的一種)，從而對晶體生長產生強制作用，有利于采用C向生長單一組分氧化物晶體；而且這種倒錐面設計，使得晶體生長完成后晶體底部與坩堝鍋底不易粘連，從而提高晶體生長的良率。作為優(yōu)選實施方式，圖1中還示出，第一截錐面11的半錐頂角θ大于等于0.5° 小于等于5° ；第二截錐面31半錐頂角大于等于45°小于等于85°，相應地，圖1中的角度α 2大于等于0°小于等于45°，第二截錐面31的底平面寬度b大于0mm(b等于Omm時相當于以下所述的尖錐面)；第三截錐面33的半錐頂角大于等于45°小于等于85°，相應地，圖1中的角度α 大于等于0°小于等于45°。作為一種替換方式，也可以以具有尖角的倒置的尖錐面替換第二截錐面31，尖錐面的半錐頂角與第二截錐面取相同的數值。需要指出，不論是倒置的尖錐面還是倒置的截錐面，二者均屬于上大下小的倒錐面。圖1還示出，定位部35為凹槽結構，該凹槽用于將坩堝支撐在底部支架(未示出) 上；可替換地，定位部35也可以是平面結構。在定位部35為凹槽時，凹槽的深度小于等于 IOmm,當深度為Omm時相當于前述情形，即，定位部為平面結構。其中在定位部構造為凹槽結構，這尤其使得坩堝更容易固定于底部支架上，不易偏離加熱坩堝內容物所用熱系統的中心。進一步，在圖1中，當第二截錐面31的底平面寬度b大于0mm，以及當定位部35為上述凹槽結構時，凹槽底面與第二截錐面31的底平面之間的厚度大于等于IOmm小于等于 60mm。繼續(xù)參見圖1，凹槽實際上設置在第三截錐面33的底平面上，并且凹槽與第三截錐面 33的底平面邊緣之間的距離w大于等于Omm小于等于20mm。優(yōu)選地，本實用新型的上述任一坩堝為藍寶石晶體生長用鎢坩堝，可以用于生長。本實用新型的坩堝適用于熔體法單一組分氧化物晶體(例如，藍寶石晶體)生長用，例如，適用于提拉法生長藍寶石以及以提拉法為基礎改進后的藍寶石晶體生長工藝，泡生法以及在泡生法基礎上改進后的各類藍寶石生長工藝，熱交換法以及各類改良后的熱交換法藍寶石晶體生長工藝。 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種單一組分氧化物晶體生長用坩堝，具有相連的鍋壁(1)和鍋底(3)，其特征在于，所述鍋壁(1)呈圓柱筒，其內表面為倒置的第一截錐面(11)，外表面為直圓柱筒面 (13)；以及所述鍋底C3)被構造成其上表面為倒置的第二截錐面(31)或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底C3)中央的定位部(35)、及圍繞所述定位部(3 的倒置的第三截錐面(33)。
2.根據權利要求1所述的單一組分氧化物晶體生長用坩堝，其特征在于，所述第一截錐面(11)的半錐頂角大于等于0.5°小于等于5° ；所述第二截錐面(31) 和尖錐面的半錐頂角大于等于45°小于等于85° ；所述第三截錐面(33)的半錐頂角大于等于45°小于等于85°。
3.根據權利要求1或2所述的單一組分氧化物晶體生長用坩堝，其特征在于，所述定位部(35)為平面結構。
4.根據權利要求1或2所述的單一組分氧化物晶體生長用坩堝，其特征在于，所述定位部(35)為凹槽結構。
5.根據權利要求1或2所述的單一組分氧化物晶體生長用坩堝，其特征在于，所述坩堝為用于生長藍寶石晶體的鎢坩堝。
專利摘要本實用新型提供一種單一組分氧化物晶體生長用坩堝，具有相連的鍋壁(1)和鍋底(3)，鍋壁(1)呈圓柱筒，其內表面為倒置的第一截錐面(11)，外表面為直圓柱筒面(13)；以及鍋底(3)被構造成其上表面為倒置的第二截錐面(31)或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底(3)中央的定位部(35)、及圍繞所述定位部(35)的倒置的第三截錐面(33)。本實用新型不僅使得坩堝內熔體溫度梯度分布合理，而且有利于采用C向生長單一組分氧化物晶體。
文檔編號C30B29/16GK202090095SQ20112013820
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權日2011年5月4日
發(fā)明者于旭東, 盛建明, 胡董成 申請人:江蘇同人電子有限公司