一种晶体生长用加热器制造技术

本申请提供了一种晶体生长用加热器，包括长晶炉和加热装置；所述加热装置为鸟笼形结构，所述长晶炉设置于所述加热装置内部；所述加热装置包括第一U型加热棒、第二U型加热棒、第三U型加热棒、第一固定圈、第二固定圈、第三固定圈和第四固定圈；所述第二固定圈位于所述第一固定圈与所述第三固定圈之间；所述第一U型加热棒、所述第二U型加热棒和所述第三U型加热棒的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，三层U型加热棒的底部留有方形开口。本申请提供的晶体生长用加热器，通过三层U型加热棒，在长晶炉内提供存在不同温度区间的温度场，实现晶体不同区域生长速度不同，生长出取材率更高的晶体形状，提高蓝宝石晶体取材率。

A heater for crystal growth

【技术实现步骤摘要】
一种晶体生长用加热器
本申请涉及晶体生长装置
领域，尤其涉及一种晶体生长用加热器。
技术介绍
蓝宝石晶体是一种简单配位型氧化物晶体，具有优良的光学、力学、热学、电学性能和化学稳定性，是一种综合性能优良的技术晶体，广泛应用于微电子和光学领域，特别是作为高亮度GaN(氮化镓)基LED(LightEmittingDiode)的衬底材料。随着LED市场的迅速发展，要求生长出高质量、大尺寸、低成本、性能稳定的蓝宝石单晶，这就对蓝宝石单晶生长设备及技术提出了更高要求。生长蓝宝石晶体的技术主要有直拉法、热交换法，温梯法，泡生法等。直拉法与温梯法主要生长100kg以下的晶体，热交换法生长的单晶外部易开裂，晶体易出现气泡、杂质坑及散射中心等缺陷。目前生长大尺寸蓝宝石主要使用泡生法，此种方法生长的晶体缺陷少、位错密度低。该方法通过加热器加热提供合适的温度，且生长前将籽晶牢牢固定于籽晶杆上，籽晶杆与热交换器中的工作流体直接接触，从而通过晶体、籽晶与热交换器之间形成一个热交换系统，在生长炉内形成上冷下热的温度梯度，促进蓝宝石单晶生长。泡生法蓝宝石单晶生长工艺中长晶炉使用的加热器的同一水平面横向温度梯度与径向温度一致，从而生长出的晶体多为圆形结构。由于纵向长晶位错可在长晶过程中中断，从而可获得更高质量的蓝宝石。目前蓝宝石长晶普遍采用纵向生长，纵向生长需横向掏取晶圆棒，而圆形结构的晶体在掏取晶圆棒过程后，四周残余晶体废料较多，造成晶体取材率低。综上所述，如何解决蓝宝石晶体取材率低，提高蓝宝石晶体取材率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本申请提供了一种晶体生长用加热器，以解决蓝宝石晶体取材率低的问题。其采用的具体技术方案是：一种晶体生长用加热器，包括长晶炉和加热装置；加热装置为鸟笼形中空结构，长晶炉设置于加热装置内部；加热装置包括第一U型加热棒、第二U型加热棒、第三U型加热棒、第一固定圈、第二固定圈、第三固定圈和第四固定圈；第二固定圈位于第一固定圈与第三固定圈之间；第一U型加热棒底端连接第一固定圈，U型开口端连接第四固定圈；第二U型加热棒底端连接第二固定圈，U型开口端连接第四固定圈；第三U型加热棒底端连接第三固定圈，U型开口端连接第四固定圈；第一U型加热棒底面与第三U型加热棒底面交叉放置，形成井字形结构；第一U型加热棒、第二U型加热棒和第三U型加热棒的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，底部留有方形开口；第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径相同，第二U型加热棒的直径大于第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径。进一步地，第一U型加热棒、第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径为5～8mm；第二U型加热棒的直径比第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径大1mm。进一步地，第一U型加热棒、第二U型加热棒和第三U型加热棒均为钨棒。进一步地，第一固定圈、第二固定圈和第三固定圈的层间间距为15～25mm。进一步地，第一U型加热棒、第二U型加热棒和第三U型加热棒拐角半径为10mm～40mm。进一步地，第一固定圈、第二固定圈和第三固定圈上分别与第一U型加热棒、第二U型加热棒和第三U型加热棒的拐角处连接；第一固定圈、第二固定圈和第三固定圈直径为700mm～750mm。进一步地，长晶炉包括坩埚、坩埚托盘和坩埚轴；坩埚托盘设置在坩埚下方，用于托住坩埚；坩埚轴设置在坩埚托盘正下方，用于支撑坩埚托盘；坩埚轴通过坩埚托盘连接坩埚；坩埚轴穿过加热装置底部井字形结构。本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：本申请提供的晶体生长用加热器，包括长晶炉和加热装置，加热装置为鸟笼形中空结构，长晶炉设置于所述加热装置内部，加热装置包括第一U型加热棒、第二U型加热棒、第三U型加热棒、第一固定圈、第二固定圈、第三固定圈和第四固定圈。通过设置的第一U型加热棒、第二U型加热棒、第三U型加热棒共三层U型加热棒，在相同通电量的情况下，由于第二U型加热棒直径比第一U型加热棒和第二加热棒的直径大，将会产生更高的温度，从而在长晶炉内提供存在不同温度区间的温度场，实现晶体不同区域生长速度不同，生长出取材率更高的晶体形状，提高蓝宝石晶体取材率。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的晶体生长用加热器结构示意图。图2为本申请实施例提供的晶体生长用加热器的加热装置结构示意图。图3为本申请实施例提供的晶体生长用加热器的加热装置底面结构示意图。附图标记说明：1-长晶炉，11-坩埚，12-坩埚托盘，13-坩埚轴，2-加热装置，21-第一U型加热棒，22-第二U型加热棒，23-第三U型加热棒，24-第一固定圈，25-第二固定圈，26-第三固定圈，27-第四固定圈。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。附图1为本申请实施例提供的晶体生长用加热器结构示意图。附图2为本申请实施例提供的晶体生长用加热器的加热装置结构示意图。附图3为本申请实施例提供的晶体生长用加热器的加热装置底面结构示意图。附图1、附图2和附图3示出本申请实施例提供的晶体生长用加热器的基本结构。如附图1、附图2和附图3所示，本申请实施例提供的晶体生长用加热器，包括：长晶炉1和加热装置2。加热装置2为鸟笼形中空结构，长晶炉1设置于加热装置2内部。加热装置2包括第一U型加热棒21、第二U型加热棒22、第三U型加热棒23、第一固定圈24、第二固定圈25、第三固定圈26和第四固定圈27。第二固定圈25位于第一固定圈24与第三固定圈26之间。第一U型加热棒21底端连接第一固定圈24，U型开口端连接第四固定圈27。第二U型加热棒22底端连接第二固定圈25，U型开口端连接第四固定圈27。第三U型加热棒23底端连接第三固定圈26，U型开口端连接第四固定圈27。第一U型加热棒21底面与第三U型加热棒23底面交叉放置，形成井字形结构。第一U型加热棒21、第二U型加热棒22和第三U型加热棒23的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，底部留有方形开口。第一U型加热棒21和第三U型加热棒23的直径相同，第二U型加热棒22的直径大于第一U型加热棒21和第三U型加热棒23的直径。本申请提供的晶体生长用加热器，通过在长晶炉1外部罩设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体生长用加热器，其特征在于，包括：长晶炉(1)和加热装置(2)；/n所述加热装置(2)为鸟笼形中空结构，所述长晶炉(1)设置于所述加热装置(2)内部；/n所述加热装置(2)包括第一U型加热棒(21)、第二U型加热棒(22)、第三U型加热棒(23)、第一固定圈(24)、第二固定圈(25)、第三固定圈(26)和第四固定圈(27)；/n所述第二固定圈(25)位于所述第一固定圈(24)与所述第三固定圈(26)之间；/n所述第一U型加热棒(21)底端连接所述第一固定圈(24)，U型开口端连接第四固定圈(27)；/n所述第二U型加热棒(22)底端连接所述第二固定圈(25)，U型开口端连接第四固定圈(27)；/n所述第三U型加热棒(23)底端连接所述第三固定圈(26)，U型开口端连接第四固定圈(27)；/n所述第一U型加热棒(21)底面与所述第三U型加热棒(23)底面交叉放置，形成井字形结构；/n所述第一U型加热棒(21)、所述第二U型加热棒(22)和所述第三U型加热棒(23)的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，底部留有方形开口；/n所述第一U型加热棒(21)和所述第三U型加热棒(23)的直径相同，所述第二U型加热棒(22)的直径大于所述第一U型加热棒(21)和所述第三U型加热棒(23)的直径。/n...

【技术特征摘要】
1.一种晶体生长用加热器，其特征在于，包括：长晶炉(1)和加热装置(2)；
所述加热装置(2)为鸟笼形中空结构，所述长晶炉(1)设置于所述加热装置(2)内部；
所述加热装置(2)包括第一U型加热棒(21)、第二U型加热棒(22)、第三U型加热棒(23)、第一固定圈(24)、第二固定圈(25)、第三固定圈(26)和第四固定圈(27)；
所述第二固定圈(25)位于所述第一固定圈(24)与所述第三固定圈(26)之间；
所述第一U型加热棒(21)底端连接所述第一固定圈(24)，U型开口端连接第四固定圈(27)；
所述第二U型加热棒(22)底端连接所述第二固定圈(25)，U型开口端连接第四固定圈(27)；
所述第三U型加热棒(23)底端连接所述第三固定圈(26)，U型开口端连接第四固定圈(27)；
所述第一U型加热棒(21)底面与所述第三U型加热棒(23)底面交叉放置，形成井字形结构；
所述第一U型加热棒(21)、所述第二U型加热棒(22)和所述第三U型加热棒(23)的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，底部留有方形开口；
所述第一U型加热棒(21)和所述第三U型加热棒(23)的直径相同，所述第二U型加热棒(22)的直径大于所述第一U型加热棒(21)和所述第三U型加热棒(23)的直径。


2.根据权利要求1所述的晶体生长用加热器，其特征在于，所述第一U型加热棒(21)、所述第二U型加热棒(22)和所述第三U型加热棒(23)的直径为5～8mm；
所述第二U型加热棒(22)的直径比所述第一U型加热棒(...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永亮，于海群，张国华，陈有生，
申请(专利权)人：浙江昀丰新材料科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33