一种钨棒加热器制造技术

一种钨棒加热器，它包括铜环和若干个钨棒，若干个钨棒均匀间隔焊接在铜环底部，每一个钨棒包括两个对称的纵棒和一个横棒，横棒连接在两个对称的纵棒之间形成U形；所述横棒呈倒梯形；通过横棒呈倒梯形，增大了坩埚底部与加热器的距离，增大底部径向温度梯度，便于晶体收尾提脱；通过横棒呈倒梯形，增加U型钨棒底部与坩埚间的空隙，易于底部散热，保持晶体以微凸的方式完成生长，防止界面翻转及底部倒扣碗状气泡的形成，提高晶体质量。

A kind of tungsten heater

【技术实现步骤摘要】
一种钨棒加热器
本申请涉及蓝宝石单晶生长的
，尤其涉及一种钨棒加热器。
技术介绍
蓝宝石(a-Al2O3，单晶)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。广泛应用于氮化镓、氧化锌、硅等半导体衬底材料、红外、高轻度激光的窗口材料以及激光基质材料。生长大尺寸蓝宝石晶体的技术主要有直拉法(CZ)、热交换法(HEM)、温梯法(TGT)泡生法等。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。现有加热器结构如图1-2所示，整个加热器由15组共30个U型钨棒构成，U型钨棒分上中下3层有序排列在铜环1上，其中由于U型钨棒2底部呈直线形，籽晶在长大加热过程中会导致底部中心温度过高，收尾困难，晶体收尾阶段，易造成坩埚底部中心温度过高，U型钨棒底部呈直线形温度梯度小，籽晶在长大界面由凸界面向凹界面转移，发生界面翻转，易形成倒扣碗状气泡，影响晶体品质，降低晶体利用率。
技术实现思路
本申请提供了一种钨棒加热器，以解决由于U型钨棒底部呈直线形，籽晶在长大加热过程中会导致底部中心温度过高，收尾困难，晶体收尾阶段，易造成坩埚底部中心温度过高，U型钨棒底部呈直线形温度梯度小，籽晶在长大界面由凸界面向凹界面转移，发生界面翻转，易形成倒扣碗状气泡，影响晶体品质，降低晶体利用率的问题。本技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钨棒加热器，它包括铜环和若干个钨棒，所述若干个钨棒均匀间隔焊接在铜环底部，所述每一个钨棒包括两个对称的纵棒和一个横棒，所述横棒连接在两个对称的纵棒之间形成U形；所述横棒呈倒梯形。进一步：所述横棒倒梯形的侧边与垂直面的夹角为8°～15°。进一步：所述横棒倒梯形的侧边与垂直面的夹角为12°。进一步：所述钨棒的直径为5mm～8mm。进一步：所述横棒与纵棒的夹角呈弧度，所述该弧度的半径为10mm～40mm。进一步：所述铜环的直径为350mm～450mm。本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：1.通过横棒呈倒梯形，增大了坩埚底部与加热器的距离，增大底部径向温度梯度，便于晶体收尾提脱；通过横棒呈倒梯形，增加U型钨棒底部与坩埚间的空隙，易于底部散热，保持晶体以微凸的方式完成生长，防止界面翻转及底部倒扣碗状气泡的形成，提高晶体质量；2.通过横棒倒梯形的侧边与垂直面的夹角为8°～15°，底部倒梯形与垂直面夹角过小，加热器与坩埚底部距离小，发热量不变的情况下，坩埚底部受热较大，晶体收尾阶段，易造成坩埚底部中心温度过高，长晶界面由微凸界面向凹界面转移，边缘长速过快，易形成倒扣碗状气泡；底部倒梯形与垂直面夹角过大，加热器与坩埚底部距离过大，发热量不变的情况下，坩埚底部受热小，易过冷，长晶阶段应力较大，造成晶体开裂，影响晶体品质。综上，当底部倒梯形与垂直夹角为8°～15°时最佳，可获得长晶所需合适的温度梯度，避免倒扣碗状气泡及晶体开裂；3.横棒倒梯形的侧边与垂直面的夹角为12°，获得长晶所需合适的温度梯度，避免倒扣碗状气泡及晶体开裂的最佳角度，同时也是方便成形；4.所述U型钨棒直径为5mm～8mm，钨棒电阻此范围钨棒直径可保证电阻值在1.5～2.5mΩ间，保证长晶合理的温度梯度；5.横棒与纵棒的夹角呈弧度，所述该弧度的半径为10mm～40mm，弧度的半径过小，钨棒拐角离坩埚底部边缘距离远，坩埚底部边缘受热小，易凹向生长，弧度的半径过大，坩埚易与加热器接触打火，影响长晶，因此弧度的半径设置在10mm～40mm的范围内，保证晶体凸向生长；6.铜环的直径为350mm～450mm，铜环直径保证钨棒与坩埚间的距离，从而保证长晶时横向温度梯度不变。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现有技术钨棒加热器的立体结构示意图；图2为本申请实施例提供的图1中现有技术的钨棒示意图；图3为本申请实施例整个加热器的立体结构示意图；图4为本申请实施例图3中改进后钨棒的示意图。附图标记说明：1、铜环；2、钨棒；21、横棒；22、纵棒。具体实施方式实施例如图3-4所示，一种钨棒加热器，它包括铜环1和三十个钨棒2，三十个钨棒2均匀间隔焊接在铜环1底部.每一个钨棒2包括两个对称的纵棒22和一个横棒21，横棒21连接在两个对称的纵棒22之间形成U形；横棒21呈倒梯形，所述横棒21倒梯形的侧边与垂直面的夹角为范围是8°～15°，横棒21倒梯形的侧边与垂直面的夹角为12°。横棒21与纵棒22的夹角呈弧度，该弧度的半径为10mm～40mm，进一步优选该弧度的半径为30mm，铜环1的直径为350mm～450mm，进一步优选铜环1的直径为400mm。钨棒2的直径为5mm～8mm，进一步优选钨棒2的直径为6mm。工作原理：通过横棒21呈倒梯形，增大了坩埚底部与加热器的距离，增大底部径向温度梯度，便于晶体收尾提脱；通过横棒21呈倒梯形，增加U形钨棒2底部与坩埚间的空隙，易于底部散热，保持晶体以微凸的方式完成生长，防止界面翻转及底部倒扣碗状气泡的形成，提高晶体质量。需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钨棒加热器，它包括铜环(1)和若干个钨棒(2)，所述若干个钨棒(2)均匀间隔焊接在铜环(1)底部，其特征在于，所述每一个钨棒(2)包括两个对称的纵棒(22)和一个横棒(21)，所述横棒(21)连接在两个对称的纵棒(22)之间形成U形；/n所述横棒(21)呈倒梯形。/n

【技术特征摘要】
1.一种钨棒加热器，它包括铜环(1)和若干个钨棒(2)，所述若干个钨棒(2)均匀间隔焊接在铜环(1)底部，其特征在于，所述每一个钨棒(2)包括两个对称的纵棒(22)和一个横棒(21)，所述横棒(21)连接在两个对称的纵棒(22)之间形成U形；
所述横棒(21)呈倒梯形。


2.根据权利要求1所述的一种钨棒加热器，其特征在于，所述横棒(21)倒梯形的侧边与垂直面的夹角为8°～15°。


3.根据权利要求1所述的一种钨棒...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永亮，冯微，汪海波，姜恒，
申请(专利权)人：内蒙古恒嘉晶体材料有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙;15