一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚制造技术

本实用新型专利技术为一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，包括坩埚壁和坩埚底，所述坩埚的外形为圆柱体，内部空间为圆台状，侧壁截面为倒梯形，顶端薄，下部厚；其中，坩埚侧壁上端厚度为10mm,侧壁下部厚度为25mm，坩埚底的厚度为15mm，高度和外径采用传统参数；所述坩埚侧壁与坩埚底之间为平滑过渡的弧形拐角；所述的侧壁下部指坩埚侧壁内部与弧形拐角的交点处。本实用新型专利技术能够优化炉内热场分布，降低熔体中温度梯度，减小熔体流速，有利于在结晶前沿得到均匀的温度梯度和稳定的生长速率，从而提高蓝宝石单晶的质量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术为一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，包括坩埚壁和坩埚底，所述坩埚的外形为圆柱体，内部空间为圆台状，侧壁截面为倒梯形，顶端薄，下部厚；其中，坩埚侧壁上端厚度为10mm,侧壁下部厚度为25mm，坩埚底的厚度为15mm，高度和外径采用传统参数；所述坩埚侧壁与坩埚底之间为平滑过渡的弧形拐角；所述的侧壁下部指坩埚侧壁内部与弧形拐角的交点处。本技术能够优化炉内热场分布，降低熔体中温度梯度，减小熔体流速，有利于在结晶前沿得到均匀的温度梯度和稳定的生长速率，从而提高蓝宝石单晶的质量。【专利说明】一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚
本技术涉及一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，属于晶体生长的
。
技术介绍
泡生法作为一种生长高质量、大尺寸蓝宝石单晶的方法，对泡生炉内温场的分布提出了更高的要求。为了保证炉内合适的温场以及优化晶体质量，要求固液界面上有合适的温度梯度、较低的固液界面凸出率，适当减小熔体的流速和温度梯度，整个生长过程有均匀的温度梯度。采用目前普遍使用的圆坩埚生长蓝宝石晶体，在生长后期固液界面处容易出现温度梯度不均匀，生长速率过快的现象。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供了一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚。本技术的技术方案如下:一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，包括坩埚壁和坩埚底，所述坩埚的外形为圆柱体，内部空间为圆台状，侧壁截面为倒梯形，顶端薄，下部厚；其中，坩埚侧壁上端厚度为10mm，侧壁下部厚度为25mm，坩埚底的厚度为15mm，高度和外径采用传统参数；所述坩埚侧壁与坩埚底之间为平滑过渡的弧形拐角；所述的侧壁下部指坩埚侧壁内部与弧形拐角的交点处。所述的i甘祸的高度为510mm,外径为310mm。本技术的优点在于:在泡生法蓝宝石晶体生长过程中，本技术能够优化炉内热场分布，降低熔体中温度梯度，减小熔体流速。本技术能够降低晶体放肩、等径生长阶段的固液界面凸出率，并适当升高收尾阶段的固液界面凸出率，有利于在结晶前沿得到均匀的温度梯度和稳定的生长速率，从而提闻监宝石单晶的质量。【专利附图】【附图说明】图1是现有的圆柱形坩埚的结构示意图；图2是本技术所述坩埚的结构示意图；图3是蓝宝石晶体生长某特定过程熔体中等温线分布示意图。其中，图3 (a)为使用现有的圆柱形坩埚生长蓝宝石晶体某特定过程熔体中等温线分布图；图3 (b)为使用本技术所述的坩埚生长蓝宝石晶体某特定过程熔体中等温线分布图；图4是分别使用两种坩埚生长蓝宝石晶体后期结晶前沿的温度梯度分布图。其中，I 一侧壁顶端；2 —侧壁下部；3 —坩埚底；4 一弧形拐角【具体实施方式】下面结合实施例和说明书附图对本技术的技术方案作以下详细描述；如图1所示，现有供述使用的圆柱形坩埚侧壁厚度均匀，即坩埚的侧壁顶端1、侧壁下部2和坩埚底3的厚度均为15mm，高度和外径采用传统参数(高度510mm、外径310mm)。坩埚侧壁与坩埚底3通过弧形拐角4连接，所述的侧壁下部2指坩埚侧壁内部与弧形拐角4的交点处。本技术适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚的结构如图2所示，该坩埚的外形为圆柱体，内部空间为圆台状，侧壁截面为倒梯形，顶端薄，下部厚；其中，坩埚侧壁上端I厚度为10mm，侧壁下部2厚度为25mm，坩埚底3的厚度为15mm，高度和外径采用传统参数(高度510mm、外径310mm)。所述坩埚侧壁与坩埚底3之间为平滑过渡的弧形拐角4。使用现有的圆柱形坩埚放入泡生法蓝宝石单晶生长炉内，进行晶体生长全过程。从放肩至收尾，熔体中最大流速从0.0045m/S降至0.0035m/s。熔体中等温线分布如图3 (a)所示，熔体中靠近固液界面处的等温线分布较密集，温度梯度较大。生长后期固液界面突出率为83-78mm。生长后期结晶前沿温度梯度分布如图4(case2)所示，温度梯度变化较快。将本技术放入泡生法蓝宝石单晶生长炉内，在相同的工艺条件下进行晶体生长全过程。从放肩至收尾，熔体中最大流速从0.0028m/s降至0.0011m/s,与圆柱形?甘祸相t匕，明显降低。熔体中等温线分布如图3(b)所示，熔体中靠近固液界面处的等温线分布相对稀疏，温度梯度相对较小。生长后期固液界面凸出率为86-81mm。生长后期结晶前沿的温度梯度分布如图4(case3)所示，温度梯度变化较缓，比较均匀，生长速率更加稳定，蓝宝石单晶的整体质量得到 提闻。【权利要求】1.一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，其特征为包括坩埚壁和坩埚底，所述坩埚的外形为圆柱体，内部空间为圆台状，侧壁截面为倒梯形，顶端薄，下部厚；其中，坩埚侧壁上端厚度为10mm，侧壁下部厚度为25mm，坩埚底的厚度为15mm，高度和外径采用传统参数；所述坩埚侧壁与坩埚底之间为平滑过渡的弧形拐角；所述的侧壁下部指坩埚侧壁内部与弧形拐角的交点处。2.如权利要求1所述的适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，其特征为所述的?甘祸的高度为510mm,外径为 310mm。【文档编号】C30B17/00GK203530499SQ201320678395【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日 【专利技术者】陈洪建, 陈晨, 阎文博, 刘彩池, 王运满, 程鹏 申请人:河北工业大学, 唐山锐晶光电科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于泡生法蓝宝石单晶生长炉内使用的坩埚，其特征为包括坩埚壁和坩埚底，所述坩埚的外形为圆柱体，内部空间为圆台状，侧壁截面为倒梯形，顶端薄，下部厚；其中，坩埚侧壁上端厚度为10mm,?侧壁下部厚度为25mm，坩埚底的厚度为15mm，高度和外径采用传统参数；所述坩埚侧壁与坩埚底之间为平滑过渡的弧形拐角；所述的侧壁下部指坩埚侧壁内部与弧形拐角的交点处。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪建，陈晨，阎文博，刘彩池，王运满，程鹏，
申请(专利权)人：河北工业大学，唐山锐晶光电科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：