[发明专利]晶体生长用非等径鸟笼状发热体

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶体生长用鸟笼状发热体。属于晶体生长技术领域。

背景技术

蓝宝石晶体由于具有优良的物理、机械、化学及化学透光性能，因而被广泛应用于整流罩、窗口材料等军工领域以及LED衬底材料和手机屏等民用领域，尤其是光学级大尺寸蓝宝石材料，由于其性能稳定、市场需求量大、综合利用率高等特点，成为近年国内外研究开发和产业化热点。

目前，蓝宝石晶体生长主要有提拉法、泡生法、温度梯度法、热交换法等，其中泡生法是世界上公认的、最适合规模化生产大尺寸、高质量LED衬底级蓝宝石晶体的生长技术。泡生法虽然可以制备重量达到30kg，甚至大于85kg 的LED衬底级蓝宝石晶体，但是目前该方法所生长的晶体仍存在开裂、气泡和晶界等缺陷，导致蓝宝石生长成品率、取材率低，极大地限制了该方法的进一步推广应用。

开裂、气泡和晶界等缺陷的产生与热场温度梯度紧密相关，合适的温度梯度能大幅度地减少相关缺陷，提高晶体成品率和取材率，降低长晶成本。目前相关企业和科研院所主要采用更改保温材料的材质、层数、间距等方法调整热场温度梯度，但仅可进行微调，效果不明显。而现有技术的鸟笼状发热体采用的是等直径钨杆，仅起到均匀加热的作用，无法有效形成所需的温度梯度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种改变热场温度梯度的晶体生长用鸟笼状发热体。

本发明的目的是这样实现的：一种晶体生长用非等径鸟笼状发热体，包括两个铜半环和多组纵向钨杆，两个铜半环与长晶炉相连接，多组纵向钨杆固定在两个铜半环上，固定在同一铜半环上的纵向钨杆相互之间用横向钨杆连接在一起，所述纵向钨杆采用非等径结构形式。

本发明晶体生长用非等径鸟笼状发热体，所述纵向钨杆的侧面钨杆和底部钨杆直径不相同。

本发明晶体生长用非等径鸟笼状发热体，所述纵向钨杆的侧面钨杆的直径￠为(3~10mm，底部钨杆的直径￠为3~10mm。

本发明晶体生长用非等径鸟笼状发热体，所述纵向钨杆的侧面上部钨杆、侧面下部钨杆和底部钨杆直径不相同。

本发明晶体生长用非等径鸟笼状发热体，所述纵向钨杆的侧面钨杆上部的直径￠为3~10mm，侧面下部钨杆的直径￠为3~10mm，底部钨杆的直径￠为3~10mm。

本发明设计了一种蓝宝石生长用非等径鸟笼状发热体，根据所需热场的温度梯度，在现有技术的鸟笼状发热体的基础上，通过调整发热体不同部件的加热钨杆的直径，采用非等径的形式。所采用的钨杆直径一般采用两种或三种不同直径，如改变侧面和底部钨杆直径等，来改变热场温度梯度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用一种非等径鸟笼状发热体，利用发热体发热量的不同改变热场温度梯度，形成所需的温度梯度，使之适合晶体生长，有效减少开裂、气泡和晶界等缺陷的产生，大幅度提高蓝宝石的成品率和取材率，降低长晶成本。

附图说明

图1为以往晶体生长用等径鸟笼状发热体的正面结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1中纵向钨杆正面结构示意图。

图4为本发明晶体生长用非等径鸟笼状发热体的正面结构示意图。

图5为本发明所采用的纵向钨杆实例一正面结构示意图。

图6为本发明所采用的纵向钨杆实例二正面结构示意图。

图中附图标记：

铜半环1

钼螺栓2

横向钨杆3

纵向钨杆4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1~2所示，现有技术的鸟笼状发热体，两个铜半环1与长晶炉相连接，六组纵向钨杆4通过钼螺栓2固定在两个铜半环1上，固定在同一铜半环上的纵向钨杆4相互之间用横向钨杆3连接在一起，纵向钨杆4与横向钨杆3之间通过钨钼丝捆绑在一起。

如图3所示，现有技术的纵向钨杆，直径一致，钨杆仅起到发热均匀的目的。

如图4~5所示，图4为本发明晶体生长用非等径鸟笼状发热体的正面结构示意图。图5为本发明所采用的纵向钨杆实例一正面结构示意图。由图4~5可知，本发明所采用的纵向钨杆实例一，根据实际需要的温度梯度，设计不同的侧面钨杆和底部钨杆直径，如侧面钨杆的直径￠为5mm，底部钨杆的直径￠为8mm，通过改变侧面钨杆和底部钨杆的发热比例，达到调整温度梯度，减少缺陷的目的。