蓝宝石单晶生长装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种蓝宝石单晶生长装置，其为在氧化铝熔液中接触晶种后将其上升，从而使蓝宝石单晶生长的蓝宝石单晶生长装置，其包括：第一腔室（第一腔室的上面形成有插入口），其容纳氧化铝，氧化铝在其中熔融；第二腔室，其设置在第一腔室的上部，以与第一腔室的插入口接通；晶种杆（晶种杆的终端设置有晶种），其通过第二腔室下降至第一腔室内，或从第一腔室上升；以及腔室阻隔部，其设置在第二腔室的下端，开闭插入口，为了替换晶种，当晶种杆的终端上升并位于第二腔室的内部时，腔室阻隔部关闭插入口。上述蓝宝石单晶生长装置通过显著减少晶种替换的时间，提高生产性能，防止由反复冷却和再加热引起的变形和寿命减少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓝宝石单晶生长装置，尤其涉及一种能够减少晶种替换的工序时间的蓝宝石单晶生长装置。
技术介绍
蓝宝石是具有六方晶系结构的氧化铝(Al2O3)的单晶。蓝宝石单晶在发光二极管(LED)制造时用作基板。蓝宝石单晶制造方法有提拉法(czochralski method:以下简称 CZ 法)、火焰熔融法(verneuil method)、泡生法(kyropoulos method)、导模法(EFG 法，Edge-Defined Film-Fed Growth)、HEM 法(heat exchanger method,热交换法)等。其中，CZ法可实现单晶的大型化，容易调节温度梯度，从而能够生产高质量的单晶，并且在制造C面基板时能够防止浪费原料，因此是非常有效的方法。并且，近年来为了提高LED制造时的 生产性能并减少制造单价，基板的直径正在变大，而在这种趋势下利用CZ法的蓝宝石晶体生长同样具有很多优点。图I为示出了利用现有技术的CZ法的蓝宝石单晶生长装置10的图。如图I所示，位于由隔热材料构成的坩埚收容容器11的内部的坩埚12中填充有氧化铝，高频线圈14加热坩埚12。通过坩埚12的热，氧化铝熔融而形成氧化铝熔液13。提升棒15的下端连接晶种16，接触氧化铝熔液13后，一边旋转一边缓缓提升，从而生长蓝宝石单晶17。此时，氧化铝熔液13中需要形成对流现象，而为了观察熔液13的对流现象，使用CCD摄像机(电荷耦合摄像机)(未示出)。但是，由于CXD摄像机的位置、过滤器、缩放等，有时也不能准确观察到对流现象。由此，会发生高频线圈14的输出持续增加，使得蓝宝石单晶生长装置10的内部温度也随之提高，从而会发生晶种16熔化变短或在提升棒15的下端完全消失的情况。最终，导致无法进行蓝宝石单晶17的生长，因此需要在提升棒15的下端替换并连接新晶种16。为此，需要使高频线圈10的输出值达到0，并使其自然冷却。接着，在提升棒15的下端连接晶种16。当再次增加高频线圈14的输出值时，高频线圈14加热坩埚12。即，为了替换晶种来生长蓝宝石单晶，需要变化高频线圈的输出，这需要相当长的时间。因此，存在以下问题，在晶种替换方面需要相当长的时间。并且，坩埚或坩埚收容容器被反复冷却或再加热而变形，由此还具有寿命减少的问题。
技术实现思路
要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种容易进行设置在晶种杆上的晶种替换，能够减少替换晶种所需时间的蓝宝石单晶生长装置。并且，本专利技术的目的还在于提供一种能够减少因反复冷却和再加热引起的坩埚或坩埚收容容器的变形并能够延长坩埚或坩埚收容容器寿命的蓝宝石单晶生长装置。技术方案本专利技术公开了一种蓝宝石单晶生长装置，其为在氧化铝熔液中接触晶种后使其上升，从而使蓝宝石单晶生长的蓝宝石单晶生长装置，其特征为，所述蓝宝石单晶生长装置包括第一腔室(所述第一腔室的上面形成有插入口)，其容纳氧化铝，所述氧化铝在其中熔融；第二腔室，其设置在所述第一腔室的上部，以与所述第一腔室的插入口接通；晶种杆(所述晶种杆的终端设置有所述晶种)，其通过所述第二腔室下降至所述第一腔室内，或从所述第一腔室上升；以及腔室阻隔部，其设置在所述第二腔室的下端，开闭所述插入口，为了替换所述晶种，当所述晶种杆的终端上升并位于所述第二腔室的内部时，所述腔室阻隔部关闭所述插入口。本专利技术还公开了一种蓝宝石单晶生长装置，其特征为，所述第一腔室包括坩埚收容容器，其位于所述第一腔室的内部；坩埚，其位于所述坩埚收容容器的内部并装有所述氧化铝；以及加热部，其被配置为包围所述坩埚收容容器，并使所述氧化铝熔融而形成所述氧化铝熔液。并且，本专利技术还公开了一种蓝宝石单晶生长装置，其特征为，所述第二腔室包括气 体管线，所述气体管线从所述第二腔室的外周面延长，并向所述第二腔室的内部注入可控气氛(controlled atmosphere)。并且，本专利技术还公开了一种蓝宝石单晶生长装置，其特征为，所述坩埚收容容器由隔热材料构成。并且，本专利技术还公开了一种蓝宝石单晶生长装置，其特征为，所述加热部为高频线圈。有益效果本专利技术的蓝宝石单晶生长装置包括第一腔室、第二腔室、晶种杆及腔室阻隔部。其中，第二腔室设置在所述第一腔室的上部，以与通过晶种杆的第一腔室的插入口接通，可控气氛被注入到第二腔室的内部。并且，当腔室阻隔部被设置在第二腔室的下端并关闭插入口时，第二腔室和第一腔室达到隔离状态。因此，晶种位于与第一腔室处于隔离状态的第二腔室的内部，通过可控气氛被冷却后可被替换。现有技术中，为了在单一腔室内替换晶种，需要经过相当长时间对加热部进行冷却和再加热，但是通过本专利技术能够省略需要相当长时间的对加热部的冷却和再加热。因此，本专利技术的蓝宝石单晶生长装置具有以下效果，可显著减少用于晶种替换的时间。并且，本专利技术的蓝宝石单晶生长装置，在晶种的替换中通过加热部被反复冷却和再加热的坩埚或坩埚收容容器保持在一定温度环境下，从而具有能够防止由反复的冷却和再加热引起的变形和寿命减少的效果。附图说明图I为利用了现有技术的CZ法的蓝宝石单晶生长装置的图。图2为示出了本专利技术的优选实施例的蓝宝石单晶生长装置的图。图3为示出了图2所示蓝宝石单晶生长装置的第二腔室的腔室阻隔部的立体图。附图标记说明100 :蓝宝石单晶生长装置101 :第一腔室 102 :坩埚收容容器103 : 甘埚104 :加热部105:第二腔室106:晶种杆107:腔室阻隔部 110:晶种151 :气体管线具体实施例方式下面，参照附图对本专利技术的优选实施例进行详细的说明。在说明本专利技术时，当判断为关联的公知功能或结构的具体说明会不必要地使本专利技术的主旨不清楚时，省略其详细说明。 图2为示出了本专利技术优选实施例的蓝宝石单晶生长装置100的图，图3为示出了图2所示蓝宝石单晶生长装置100的第二腔室105的腔室阻隔部107的立体图。如图2及图3所示，本专利技术优选实施例的蓝宝石单晶生长装置100包括第一腔室101、坩埚收容容器102、坩埚103、加热部104、第二腔室105、晶种杆106及腔室阻隔部107，将设置在晶种杆106终端上的晶种110接触到氧化铝熔液后，使其上升，从而使蓝宝石单晶120生长。第一腔室101收容坩埚收容容器102、坩埚103及加热部104，从而使坩埚收容容器102、坩埚103及加热部104不受外部环境影响，起到保护作用，并且防止坩埚收容容器102、坩埚103及加热部104的热向外部、第一腔室101的外部发散。并且，第一腔室101的上面配置有上盖101a，上盖IOla可从第一腔室101分离，从而还起到如同第一腔室101的盖子的功能。并且，上盖IOla上形成有插入口 111。插入口 111使第一腔室101的内部和外部连通，晶种杆106可通过插入口 111下降至第一腔室101的内部并插入。坩埚收容容器102位于第一腔室101的内部，并且由隔热材料构成。坩埚103位于坩埚收容容器102的内部并用于装氧化铝。此时，氧化铝为固态。并且，坩埚103由铱材料制造，坩埚103的大小可根据蓝宝石单晶120的大小选择。并且，坩埚103的上面为开放的状态，并且与第一腔室101的插入口 111对应。加热部104配置为包围坩埚收容容器102，加热坩埚103使装在坩埚103中的氧化铝熔融本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝宝石单晶生长装置，其为在氧化铝熔液中接触晶种后使其上升，从而使蓝宝石单晶生长的蓝宝石单晶生长装置，其特征在于，所述蓝宝石单晶生长装置包括：第一腔室，其容纳氧化铝，所述氧化铝在其中熔融，所述第一腔室的上面形成有插入口；第二腔室，其设置在所述第一腔室的上部，以与所述第一腔室的插入口接通；晶种杆，其通过所述第二腔室下降至所述第一腔室内，或从所述第一腔室上升，所述晶种杆的终端设置有所述晶种；以及腔室阻隔部，其设置在所述第二腔室的下端，开闭所述插入口；为了替换所述晶种，当所述晶种杆的终端上升并位于所述第二腔室的内部时，所述腔室阻隔部关闭所述插入口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭晚锡，金大渊，
申请(专利权)人：株式会社KCC，
类型：发明
国别省市：