[发明专利]蓝宝石晶体生长设备的多段式石墨加热系统及其使用方法

摘要

本发明属于蓝宝石晶体生长炉设备技术领域，提供了蓝宝石晶体生长设备的多段式石墨加热系统及其使用方法，包括上部加热器、中部加热器、底部加热器和电源装置、生长炉腔体、坩埚装置、保温层；生长炉腔体包括小炉盖、大炉盖、炉筒和炉底盘；坩埚装置包括坩埚、坩埚托盘和坩埚支柱；上部加热器和中部加热器分别包括连续S型的栅栏状石墨圆筒、4个石墨圆柱、2个长水冷铜电极和2个短水冷铜柱；底部加热器包括S型栅栏的石墨圆盘和2个石墨电极、水冷铜电极；3个独立控制的电源与上部加热器、中部加热器和底部加热器的水冷电缆相连接。本发明具有满足大尺寸蓝宝石晶体生长时各个阶段温度梯度的要求、降低成本、提高质量的优点。

主权项

蓝宝石晶体生长设备的多段式石墨加热系统，其特征在于，包括：上部加热器、中部加热器、底部加热器、电源装置、生长炉腔体、坩埚装置和保温层；所述生长炉腔体，包括：小炉盖、大炉盖、炉筒和炉底盘，并且所述炉筒具有上、下开口，所述大炉盖为圆环结构，与所述炉筒的上开口用密封圈连接，所述小炉盖的外径略大于大炉盖的内径，所述小炉盖的外缘用密封圈与大炉盖连接，所述炉底盘与炉筒的下开口用密封圈连接，或者所述炉底盘焊接在炉筒的下底部；所述坩埚装置，包括坩埚、坩埚托盘和坩埚支柱，所述坩埚支柱位于炉底盘的中心位置，与所述坩埚托盘相连接，所述坩埚托盘上部与坩埚相连接，所述坩埚用于盛装蓝宝石生长原料；所述保温层，为立体结构，位于所述生长炉腔体的小炉盖、大炉盖、炉筒和炉底盘的内侧，并且位于所述坩埚外侧；所述上部加热器，用一个完整的石墨圆筒制备，在所述石墨圆筒上切出凹槽，制成连续S型的栅栏状；4个石墨圆柱安装在所述上部加热器上沿的位置，所述石墨圆柱的外端与水冷铜柱相连，所述水冷铜柱固定在炉筒侧壁上，1对短的所述水冷铜柱用于支撑上部加热器，另1对长的所述水冷铜柱穿过炉筒侧壁与炉筒外面的水冷电缆连接，用于固定所述上部加热器并且具有导电功能；所述中部加热器，将4个所述石墨圆柱安装在中部加热器下沿的位置，其它结构与所述上部加热器一致；所述底部加热器，为圆盘状，包括S型栅栏的石墨圆盘和2个石墨电极、水冷铜电极，2个所述石墨电极位于石墨圆盘的底部，通过螺纹与所述石墨圆盘相连接，2个所述石墨电极的底端与水冷铜电极通过螺纹相连接，所述水冷铜电极固定在炉底盘上，并穿过所述炉底盘与外部的水冷电缆相连接；所述电源装置，由3个独立控制的电源组成，分别与所述上部加热器、中部加热器和底部加热器的水冷电缆相连接。