本实用新型专利技术涉及热场，具体是一种用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，包括炉体、布置在炉体内的工作单元，其技术要点是：所述工作单元包括圆环形下隔热屏、侧隔热屏、上隔热屏，所述上隔热屏和炉盖开设有两个上加热口，所述上加热口内部均布置有下端固定有一个板状上加热器的钨柱电极，所述侧隔热屏和炉子本体开设有三个侧加热口，每个所述侧加热口内部均布置有中心端均固定有弧形加热板的钨板电极，三个所述弧形加热板的底部通过环形件围绕成侧加热器，所述炉子本体的底部开设有下活动口，所述下活动口和圆环形下隔热屏的空心圆内部布置有活动支撑杆，所述活动支撑杆的上端放置盖设有坩埚盖的坩埚。其结构简单解决了二次形核问题。二次形核问题。二次形核问题。
【技术实现步骤摘要】
用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场
[0001]本技术涉及热场，具体是一种用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场。
技术介绍
[0002]第三代半导体材料氮化铝是紫外LED的最佳衬底材料之一，并具有较高的击穿场强、较高的饱和电子漂移速率以及不错的导热、导电、抗辐射能力，在电子、医疗、通讯、探测等领域具有巨大的应用潜力。
[0003]为得到性能最佳的大尺寸氮化铝单晶，籽晶诱导作为目前常采用的有效方法，但是这种生长方法受环境影响较大：
[0004]1.在正向温度梯度条件下，坩埚盖下表面的温度往往相对较低，使氮化铝分解产生的气相物质在此区域的迁移能力下降，容易在籽晶表面发生二次形核形成氮化铝多晶。
[0005]2. 烧结体内含有的氧元素及坩埚内的氧气分子，在氮气条件下易与氮化铝反应生成Al2O3、Al3O3N等化合物，在达到氮化铝升华温度之前，这些物质会率先向上传输，在籽晶表面形成一定厚度的白色陶瓷层，阻碍外延生长，陶瓷层表面具有较高的形核密度，容易诱导氮化铝多晶的形成。
[0006]所以，二次形核现象和陶瓷层的形成均会导致籽晶诱导生长氮化铝单晶失败，而目前在国际上可以满足籽晶诱导生长条件的设备较为昂贵，国内大多数相关配套热场温度场不稳定，得到的晶体存在尺寸较小、均匀性及一致性较差、裂纹缺陷较多的缺点。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于提供一种用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，其结构简单，成本较低，热场温度场分布合理、可调节，大大降低了引入杂质的可能性，避免了陶瓷层的形成，解决了坩埚盖底部温度过低引起的二次形核问题。
[0008]本技术的技术方案是：
[0009]用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，包括炉体、布置在炉体内部的工作单元，所述炉体包括炉子本体、加盖在炉子本体上方的炉盖、设于炉盖上表面均匀对称布置的四个吊耳，其技术要点是：所述工作单元包括固定在炉子本体底部内表面上的圆环形下隔热屏，所述圆环形下隔热屏上表面上布置有侧隔热屏，所述侧隔热屏的上方布置有上隔热屏，所述上隔热屏与炉盖之间通过多个支撑连接杆固定，所述上隔热屏和炉盖在同一位置处开设有上、下贯通的两个上加热口，所述上加热口内部均布置有钨柱电极，两个所述钨柱电极的上端均穿出炉盖连接有电源、下端均穿出上隔热屏并通过上、下布置的两个螺母夹持固定有一个板状上加热器，所述侧隔热屏和炉子本体的上部在同一高度上沿圆周方向均匀开设有三个侧加热口，每个所述侧加热口内部均布置有钨板电极，所述钨板电极的外周端穿出炉子本体均连接有电源、中心端均固定有弧形加热板，三个所述弧形加热板的底部通过环形件围绕成圆筒形成侧加热器，所述炉子本体的底部开设有下活动口，所述
下活动口和圆环形下隔热屏的空心圆内部布置有活动支撑杆，所述活动支撑杆的上端放置盖设有坩埚盖的坩埚，所述坩埚可活动的布置在侧加热器的内部。
[0010]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述圆环形下隔热屏包括十六层圆环形下隔热板，圆环形下隔热板均均匀对称开设有多个通孔，同一竖直方向的通孔内穿过有下固定螺杆，相邻两个圆环形下隔热板之间均在下固定螺杆的外周套设有下隔环，下固定螺杆的下端固定于炉子本体底部，下固定螺杆的上端紧固有螺母，靠近坩埚的四层圆环形下隔热板选用钨材质，远离坩埚的十二层圆环形下隔热板选用钼材质，圆环形下隔热板的厚度均为0.5mm，下隔环的厚度均为4mm。
[0011]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述侧隔热屏包括十二层侧隔热筒体，侧隔热筒体上均均匀对称开设有多个通孔，同一轴心线上的通孔内穿过有侧支撑螺杆，相邻两个侧隔热筒体之间均在侧支撑螺杆的外周套设有侧隔环，侧支撑螺杆的两端均紧固有螺母，靠近坩埚的四层侧隔热筒体选用钨材质，远离坩埚的八层侧隔热筒体选用钼材质，侧隔热筒体的厚度均为0.5mm，侧隔环的厚度均为4mm。
[0012]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述上隔热屏的下表面紧贴侧隔热屏的上表面，上隔热屏包括十二层圆形上隔热板，圆形上隔热板上均均匀对称开设有多个通孔，同一竖直方向的通孔内穿过有上固定螺杆，相邻两个圆形上隔热板之间均在上固定螺杆的外周套设有上隔环，上固定螺杆的上端固定于炉盖的下表面上，上固定螺杆的下端紧固有螺母，靠近坩埚的四层圆形上隔热板选用钨材质，远离坩埚的十二层圆形上隔热板选用钼材质，圆形上隔热板的厚度均为0.5mm，上隔环的厚度均为4mm。
[0013]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述板状上加热器为两端固定在螺母夹持端的加热条，加热条的两端之间多处对称弯折。
[0014]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述下活动口的轴心、圆环形下隔热屏的轴心在同一竖直方向上。
[0015]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述钨板电极与侧加热口之间填充有隔离绝缘层，隔离绝缘层采用氮化硼材质。
[0016]上述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，所述活动支撑杆与坩埚之间在活动支撑杆上固定有托盘。
[0017]本技术的有益效果是：
[0018]1.板状上加热器的设置，可以对坩埚上部进行加热，实现了坩埚盖温度的调节，使坩埚上部、中部、坩埚底部的温度梯度达到单晶体生长所需要的条件，避免了二次形核；钨柱电极、钨板电极采用钨材质，圆环形下隔热屏、侧隔热屏、上隔热屏采用钨、钼材质，隔离绝缘层采用氮化硼材质，无氧元素存在，有效地避免了白色陶瓷层的产生，进而不会影响氮化铝单晶的生长。
[0019]2.活动支撑杆、板状上加热器、侧加热器的设置，可以通过上下移动坩埚及坩埚盖、改变加热方式，实现晶体生长的温度梯度的可调，灵活地调控坩埚上部、中部、底部温度。
[0020]3.抬起炉盖后，上隔热屏和板状上加热器一同被抬起，活动支撑杆向上推动，方便取出坩埚以及进行内部的清理。
[0021]4.板状上加热器为条状结构中间多处对称弯折，增加了加热面积，使加热效果更
好；圆环形下隔热屏、侧隔热屏、上隔热屏均采用钨、钼单层板累加间隔拼装而成，隔热效果更佳。
附图说明
[0022]图1为本技术结构示意图；
[0023]图2为板状上加热器连接结构立体图；
[0024]图3为侧加热器立体结构示意图。
[0025]图中：1.炉体、2.隔离绝缘层、3.钨板电极、4.侧加热器、5.炉子本体、6.侧隔热屏、7.圆环形下隔热屏、8.活动支撑杆、9.下固定螺杆、10.下隔环、11.侧支撑螺杆、12.侧隔环、13.托盘、14.坩埚、15.坩埚盖、16.上隔环、17.上固定螺杆、18.支撑连接杆、19.钨柱电极、20.板状上加热器、21.上隔热屏、22.吊耳、23.炉盖、24.弧形加热板、25.环形件。
具体实施方式
[0026]下面通过具体实施例，并结合附图，对本技术的技本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，包括炉体、布置在炉体内部的工作单元，所述炉体包括炉子本体、加盖在炉子本体上方的炉盖、设于炉盖上表面均匀对称布置的四个吊耳，其特征在于：所述工作单元包括固定在炉子本体底部内表面上的圆环形下隔热屏，所述圆环形下隔热屏上表面上布置有侧隔热屏，所述侧隔热屏的上方布置有上隔热屏，所述上隔热屏与炉盖之间通过多个支撑连接杆固定，所述上隔热屏和炉盖在同一位置处开设有上、下贯通的两个上加热口，所述上加热口内部均布置有钨柱电极，两个所述钨柱电极的上端均穿出炉盖连接有电源、下端均穿出上隔热屏并通过上、下布置的两个螺母夹持固定有一个板状上加热器，所述侧隔热屏和炉子本体的上部在同一高度上沿圆周方向均匀开设有三个侧加热口，每个所述侧加热口内部均布置有钨板电极，所述钨板电极的外周端穿出炉子本体均连接有电源、中心端均固定有弧形加热板，三个所述弧形加热板的底部通过环形件围绕成圆筒形成侧加热器，所述炉子本体的底部开设有下活动口，所述下活动口和圆环形下隔热屏的空心圆内部布置有活动支撑杆，所述活动支撑杆的上端放置盖设有坩埚盖的坩埚，所述坩埚可活动的布置在侧加热器的内部。2.根据权利要求1所述的用于氮化铝单晶生长、具有上加热补温功能的热场，其特征在于：所述圆环形下隔热屏包括十六层圆环形下隔热板，圆环形下隔热板上均均匀对称开设有多个通孔，同一竖直方向的通孔内穿过有下固定螺杆，相邻两个圆环形下隔热板之间均在下固定螺杆的外周套设有下隔环，下固定螺杆的下端固定于炉子本体底部，下固定螺杆的上端紧固有螺母，靠近坩埚的四层圆环形下隔热板选用钨材质，远离坩埚的十二层圆环形下隔热板选用钼材质，圆环形下隔热板的厚度均为0.5mm，下隔环的厚度均为4mm。3.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：佟辉，姜寰，
申请(专利权)人：沈阳中科汉达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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