[发明专利]一种节能型蓝宝石晶体生长炉

摘要

一种节能型蓝宝石晶体生长炉，生长炉的炉腔内设置有坩埚和夹持籽晶棒的夹持杆，所述坩埚和籽晶棒分别由坩埚升降装置和籽晶棒升降装置控制其上下移动，以保证在晶体生长过程中坩埚内氧化铝熔体的液面始终保持在一个相同的位置；炉体内设置分隔板将其分隔成冷气室和热气室两部分，再加上籽晶棒和氧化铝熔体四部分形成四个温度场，通过热电偶监测四个温度场的温度并进行调节，以使其具有最佳的温度梯度，从而准确控制固液界面温度，提高晶体生长的最佳热场方式，进而找到晶体生长最佳途径，以利于提高晶体生长速度和晶体生长质量。

主权项

一种节能型蓝宝石晶体生长炉，生长炉（1）的炉腔内设置有坩埚（2）和夹持籽晶棒（3）的夹持杆（4），所述坩埚（2）和籽晶棒（3）分别由坩埚升降装置（5）和籽晶棒升降装置（6）控制其上下移动，且籽晶棒（3）在上下移动过程中保持一定速度的自转，生长炉（1）炉壁上开设有观察坩埚（2）及籽晶棒（3）的观察窗（11），其特征在于：所述夹持杆（4）内设置有冷却水循环管道（401），以对夹持杆（4）和籽晶棒（3）进行温度控制；在炉腔内与坩埚（2）中氧化铝熔体（10）液面高度相平齐的位置处设置有钼制或钨制的分隔板（7），所述坩埚（2）穿过分隔板（7）上的通孔，从而在坩埚升降装置（5）的控制下与分隔板（7）发生相对运动，以保证随着籽晶棒（3）提升的同时，始终保持分隔板（7）与坩埚（2）内氧化铝熔体（10）的液面相平齐；所述分隔板（7）将炉腔内分隔成上部的冷气室（8）和下部的热气室（9），此时，炉内具有四个温度场，第一个温度场为上部的冷气室（8），第二个温度场为籽晶棒（3）上所生长晶体与熔体接触的界面，第三个温度场为下部的热气室（9），第四个温度场为坩埚（2）内的氧化铝熔体（10），冷气室（8）内设置有冷气场热电偶（801）、冷气入口（802）和冷气出口（803），通过冷气场热电偶（801）测定冷气室（8）内温度，并由冷气入口（802）和冷气出口（803）向其内输入冷气进行循环以调节冷气室（8）、籽晶棒（3）以及氧化铝熔体（10）液面的温度；在分隔板（7）的上表面与热气室（9）内分别设置热电偶以对两者的温度进行监控；贴近坩埚（2）底部的外壁处设置有凹式扇形腔室（901），其内设置有测量该腔室（901）内温度的热电偶，以将其检测结果等效为氧化铝熔体（10）的温度，通过测定四个温度场的温度，以准确控制固液界面温度，从而提高晶体生长速度。