專利名稱：泡生法晶體生長爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種晶體生長爐，具體涉及一種泡生法晶體生長爐。
背景技術(shù)：
α -Α1203單晶(俗稱藍(lán)寶石)具有與LED發(fā)光半導(dǎo)體氮化鎵相似的晶體結(jié)構(gòu)，其相對較低的制備成本及優(yōu)良的加工性能使其成為當(dāng)前LED芯片制造時用量最大的襯底材料，藍(lán)寶石晶體的制備方法很多，如從熔體中生長藍(lán)寶石晶體的提拉法、溫度梯度法和熱交換法等。泡生法具有工藝穩(wěn)定性好、缺陷密度低、制備大尺寸晶體潛力大的特點，成為生產(chǎn)LED襯底級藍(lán)寶石單晶的首選方案。泡生法適合于生長同成分熔化的化合物或用于生長含某種過量組份的晶體。該種方法是將一根受冷的籽晶與熔體接觸，如果界面的溫度低于凝固點，則籽晶開始生長。為了使晶體不斷長大，就需要逐漸降低熔點的溫度，晶體可以旋轉(zhuǎn)，也可以不旋轉(zhuǎn)。也可以緩慢的或者分階段的上提晶體，以便擴大散熱面。該方法的最大優(yōu)點是晶體在生長過程中或生長結(jié)束時不與坩堝接觸，這就大大減小了晶體的熱應(yīng)力。泡生法晶體生長爐常用于藍(lán)寶石晶體生長。如圖1所示，晶體生長爐由水冷電極1，加熱棒2，上熱屏3，側(cè)面熱屏4，坩堝5，坩堝支撐6，下熱屏7和底座8組成。其加熱方式是電流通過一個水冷電極I傳到至加熱棒上，然后從另一個水冷電極流出。鎢棒與水冷電極直接連接。通常上熱屏和側(cè)面熱屏由鎢或鑰材料做成。它們必須與加熱棒保持一定距離形成縫隙，否則會造成電流短路和放電打火。由于水冷電極正好置于縫隙上方，大量的熱能通過輻射的方式被水冷電極帶走。因此，亟需一種能夠減少熱能流失的泡生法晶體生長爐中。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提出一種泡生法晶體生長爐，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的加熱棒由于直接與水冷電極連接，而水冷電極設(shè)置于縫隙上方，致使加熱棒的熱能通過縫隙以輻射的方式散出造成熱能浪費的問題。為達(dá)此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:一種泡生法晶體生長爐，包括爐體，在爐體上設(shè)有水冷電極；所述爐體內(nèi)安裝有上、下熱屏以及側(cè)面熱屏，底座之上固定有坩堝支撐，坩堝支撐上固定安裝有坩堝，上熱屏置于爐體內(nèi)的坩堝之上，下熱屏位于底座之上，加熱棒與水冷電極連接，加熱棒位于側(cè)面熱屏和坩堝之間，位于爐體兩側(cè)與水冷電極相連接的加熱棒彎折呈“S”型。優(yōu)選地，所述水冷電極設(shè)置在上熱屏的側(cè)面。優(yōu)選地，所述加熱棒的組合安裝結(jié)構(gòu)可以為整體式，即一組加熱棒從水冷電極的一端深入爐體底部，再連接至水冷電極的另一端。優(yōu)選地，所述加熱棒的組合安裝結(jié)構(gòu)還可以為分立式，各組加熱棒分別從水冷電極的一端深入至爐體底部，再連接到相鄰的水冷電極上。[0012]優(yōu)選地，所述上熱屏的上部設(shè)置有隔熱板。本實用新型的有益效果為:位于爐體兩側(cè)與水冷電極相連接的加熱棒彎折呈“S”型，使水冷電極向外側(cè)移動，從而水冷電極不再直接暴露于上熱屏與側(cè)面熱屏之間的縫隙之中，使加熱棒的輻射損耗將大大減少，由于水冷電極外移，且上熱屏設(shè)置在水冷電極的側(cè)面，增加保溫，也會降低能耗；由于所述上熱屏的上部設(shè)置有隔熱板，更加使得水冷電極有效地避開直接的熱輻射，使藍(lán)寶石晶體能夠更好地生長。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型具體實施方式
I提供的一種泡生法晶體生長爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型具體實施方式
I提供的泡生法晶體生長爐的加熱棒整體式安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的俯視圖；圖5為本實用新型具體實施方式
I提供的泡生法晶體生長爐的加熱棒分立式安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的俯視圖。圖中:1、水冷電極；2、加熱棒；3、上熱屏；4、側(cè)面熱屏；5、坩堝；6、坩堝支撐；7、下熱屏；
8、底座。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進(jìn)一步說明本實用新型的技術(shù)方案，如圖1至圖6所示，一種藍(lán)寶石晶體生長爐，它包括爐體，在爐體上設(shè)有水冷電極I ;所述爐體內(nèi)安裝有上、下熱屏3、7以及側(cè)面熱屏4，底座8之上固定有坩堝支撐6，坩堝支撐6上固定安裝有坩堝5，上熱屏3置于爐體內(nèi)的坩堝5之上，下熱屏7位于底座8之上，加熱棒2與水冷電極I連接，加熱棒2位于側(cè)面熱屏4和坩堝5之間，水冷電極I設(shè)置在上熱屏3的側(cè)面。爐體熱場的設(shè)計思想是使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布在軸線上呈現(xiàn)上低下高、在徑向呈現(xiàn)內(nèi)低外高的狀態(tài):①加熱元件采用鎢材料，編織成籠體結(jié)構(gòu)保溫材料則在厚度和結(jié)構(gòu)上保障爐膛內(nèi)下部和周邊的保溫，而上部相對開放:③位于軸心的坩堝支撐向下導(dǎo)熱，尤其是上部水冷籽晶桿熱交換器向上導(dǎo)熱則是保障軸心溫度相對較低的關(guān)鍵。晶體的持續(xù)性生長單靠加大籽晶桿熱交換器冷卻效率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的(過低的溫度可能反而會導(dǎo)致晶體中產(chǎn)生熱應(yīng)力使晶體易于開裂)，還需同時調(diào)節(jié)爐子的加熱功率，使坩堝壁溫度分布與晶體在軸向向下生長的速度相適應(yīng)。為了符合上述設(shè)計理念的要求，本實用新型將位于爐體兩側(cè)與水冷電極I相連接的加熱棒2彎折呈“S”型，使加熱棒2與水冷電極I相接，使水冷電極I向外側(cè)移動，從而水冷電極不再直接暴露于上熱屏與側(cè)面熱屏之間的縫隙之中，使加熱棒的輻射損耗將大大減少，這樣的結(jié)構(gòu)讓水冷電極I有效地避開了直接的熱輻射，因為被輻射物體越冷，吸熱越多。在上熱屏3的上部(也就是縫隙上部)增設(shè)隔熱板，相當(dāng)于在縫隙上面增加保溫，使藍(lán)寶石晶體能夠更好地生長。[0026]如圖3至圖4所示，所述加熱棒2的組合安裝結(jié)構(gòu)可以為整體式，即一組加熱棒2從水冷電極I的一端深入爐體底部，再連接至水冷電極I的另一端，加熱棒2圍繞在爐體周圍，為爐體提供熱場。如圖5至圖6所示，所述加熱棒2的組合安裝結(jié)構(gòu)還可以為分立式，即各組加熱棒2分別從水冷電極I的一端深入至爐體底部，再接入到相鄰的水冷電極I上。多組加熱棒2圍繞在爐體的周圍，為爐體提供熱場。以上實施例只是闡述了本實用新型的基本原理和特性，本實用新型不受上述實施例限制，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種泡生法晶體生長爐，包括爐體，在爐體上設(shè)有水冷電極；所述爐體內(nèi)安裝有上、下熱屏以及側(cè)面熱屏，底座之上固定有坩堝支撐，坩堝支撐上固定安裝有坩堝，上熱屏置于爐體內(nèi)的坩堝之上，下熱屏位于底座之上，加熱棒與水冷電極連接，加熱棒位于側(cè)面熱屏和坩堝之間，其特征在于:位于爐體兩側(cè)與水冷電極相連接的加熱棒彎折呈“S”型。
2.如權(quán)利要求1所述的一種泡生法晶體生長爐，其特征在于:所述水冷電極設(shè)置在上熱屏的側(cè)面。
3.如權(quán)利要求1所述的一種泡生法晶體生長爐，其特征在于:所述加熱棒的組合安裝結(jié)構(gòu)可以為整體式，即一組加熱棒從水冷電極的一端深入爐體底部，再連接至水冷電極的另一端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種泡生法晶體生長爐，其特征在于:所述加熱棒的組合安裝結(jié)構(gòu)還可以為分立式，即各組加熱棒分別從水冷電極的一端深入至爐體底部，再連接到相鄰的水冷電極上。
5.如權(quán)利要求1所述的一種泡生法晶體生長爐，其特征在于:所述上熱屏的上部設(shè)置有隔熱板。
專利摘要本實用新型公開了一種泡生法晶體生長爐，包括爐體，爐體內(nèi)的上、下熱屏及側(cè)面熱屏，以及水冷電極和加熱棒，位于爐體兩側(cè)與水冷電極相連接的加熱棒彎折呈“S”型，使水冷電極向外移動，避免來自爐膛內(nèi)的高溫輻射，同時便于在加熱棒上部增加保溫屏，提高保溫效果保溫。本實用新型的有益效果為位于爐體兩側(cè)與水冷電極相連接的加熱棒彎折呈“S”型，使水冷電極向外側(cè)移動，從而水冷電極不再直接暴露于上熱屏與側(cè)面熱屏之間的縫隙之中，使加熱棒的輻射損耗將大大減少，由于水冷電極外移，且上熱屏設(shè)置在水冷電極的側(cè)面，增加保溫，也會降低能耗。
文檔編號C30B29/20GK202936515SQ20122063640
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者惠夢君 申請人:惠夢君