[实用新型]一种单晶炉中的坩埚保温结构

说明书

本申请涉及蓝宝石单晶生长技术领域，尤其涉及一种单晶炉中的坩埚保温结构。所述保温结构包括保温屏和坩埚盖板，所述保温屏设置于所述坩埚盖板的上表面；所述保温屏的中心设有一圆台状通孔，所述圆台状通孔的上底面直径小于所述圆台状通孔的下底面直径；所述坩埚盖板的中心设有一圆柱状通孔，所述圆柱状通孔与所述圆台状通孔同轴；所述圆柱状通孔的直径与所述圆台状通孔的下底面直径相同。该保温结构下部开口大，能够避免在退火的过程中造成晶体断裂。

技术领域

本申请涉及蓝宝石单晶生长技术领域，尤其涉及一种单晶炉中的坩埚保温结构。

背景技术

蓝宝石(α-Al₂O₃)具有高硬度、高强度、耐腐蚀、高光透过率等特点，被广泛应用于众多行业。蓝宝石单晶生长方法较多，有提拉法、热交换法、导模法、坩埚下降法和泡生法等。目前，泡生法生长出的蓝宝石单晶体缺陷少、位错密度低、重量大、品质高，因此，泡生法得到了广泛的应用。

在泡生法蓝宝石单晶生长过程中，单晶炉内的热场结构决定了晶体生长的热量、质量传输条件和晶体生长环境，对晶体质量至关重要。中部保温结构作为蓝宝石热场体系结构中的基础部分，时刻影响着液面水平径向温差、纵向温差及长晶速率。如图1所示，目前现有的保温结构包括保温屏和坩埚盖板，保温屏设置于坩埚盖板上表面。该坩埚盖板的中部设有一通孔，该保温屏与该通孔对应的地方设有一个圆台状通孔，该圆台的上底面直径大于下底面直径。

然而，由于上述圆台状通孔上底面直径大于下底面直径，导致与该保温屏匹配的坩埚盖板开口较小。当单晶体生长结束之后，尤其当生长获得的单晶体尺寸较大时，在退火过程中，由于温度降低，坩埚因温度降低而收缩变形导致坩埚盖板下沉，开口较小的坩埚盖板易触碰晶体，使籽晶受力易断裂，从而会造成晶体开裂。

实用新型内容

本申请提供了一种单晶炉中的坩埚保温结构，以解决现有的单晶炉保温结构开口小，容易在退火的过程中造成晶体断裂的问题。

一种单晶炉中的坩埚保温结构，包括保温屏和坩埚盖板，所述保温屏设置于所述坩埚盖板的上表面；

所述保温屏的中心设有一圆台状通孔，所述圆台状通孔的上底面直径小于所述圆台状通孔的下底面直径；

所述坩埚盖板的中心设有一圆柱状通孔，所述圆柱状通孔与所述圆台状通孔同轴；所述圆柱状通孔的直径与所述圆台状通孔的下底面直径相同。

可选的，所述保温屏包括多个层叠放置的保温板，每个所述保温板的中心设有一个圆孔，由下至上，所述保温板中心的圆孔逐渐减小。

可选的，每两个保温板之间设有多个支撑间隔，所述支撑间隔为U型。

可选的，所述圆台状通孔的上底面直径为80mm～100mm之间任一数值；所述圆台状通孔的下底面直径为120mm～150mm之间任一数值。

可选的，所述保温板的厚度为0.3mm～1mm之间任一数值。

可选的，所述支撑间隔的高度为3mm～5mm之间任一数值。

可选的，所述坩埚盖板的厚度为3mm-7mm之间任一数值。

可选的，所述保温板为钼板、钨板或者钨钼合金板。

可选的，所述坩埚盖板的材料为钨、钼或者钨钼合金。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

在本申请提供的坩埚保温结构中，保温屏上的圆台状通孔下底面直径大于上底面直径，因此，与该保温屏匹配的坩埚盖板开口较大。该保温结构与坩埚之间形成了一个较大的内部空间。当单晶体生长结束之后，尤其当生长获得的单晶体尺寸较大时，在退火过程中，即使温度降低，坩埚因温度降低而收缩变形导致坩埚盖板下沉，开口较大的坩埚盖板也不易触碰到晶体，避免了籽晶易受力断裂，造成晶体开裂的问题。