一种双层水冷籽晶杆结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双层水冷籽晶杆结构，包括水冷套（1）和籽晶杆（2）及第一密封件（3）、第二密封件（4），所述的籽晶杆（2）在所述的水冷套（1）的中间；所述的水冷套（1）与提拉机构刚性连接，并在第一密封件（3）处通过波纹管（5）与晶体炉连接，所述的籽晶杆（2）通过第二密封件（4）与所述的水冷套（1）连接。所述籽晶杆（2）与所述的水冷套（1）之间有10mm的间歇，没有任何接触。所述的籽晶杆（2）设置第一冷却出水口（9）、第一冷却进水口（8），所述的水冷套（1）设置第二冷却出水口（7）、第二冷却进水口（6）。本实用新型在引晶过程中可以只使用水冷套（1）进行间接水冷，保证了引晶过程中晶体生长质量，在引晶结束后又可对晶杆（2）直接进行水冷，可加速晶体生长。
【专利说明】一种双层水冷籽晶杆结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及泡生法蓝宝石晶体制造领域，尤其涉及一种双层水冷籽晶杆结构，同时可适用于其他相似领域。
【背景技术】
[0002]蓝宝石又称白宝石，是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料，由于具有优良的物理、机械、化学及红外透光性能，一直是微电子、航空航天、军工等领域急需的材料，尤其是光学级大尺寸蓝宝石材料，由于其具有性能稳定、市场需求量大、综合利用率及产品附加值高等特点，成为近年国内外研究开发和产业化热点。
[0003]蓝宝石晶体制造的一般过程是将一根受冷的籽晶与熔体接触，如果界面的温度低于凝固点，则籽晶开始生长，为了使晶体不断长大，就需要逐渐降低熔体的温度，同时旋转晶体，以改善熔体的温度分布。也可以缓慢的(或分阶段的)上提晶体，以扩大散热面。晶体在生长过程中或生长结束时不与坩埚壁接触，这就大大减少了晶体的应力。不过，当晶体与剩余的熔体脱离时，通常会产生较大的热冲击。目前常用的高温溶液顶部籽晶法是该泡生法的改良和发展。
[0004]在蓝宝石晶体制造过程中籽晶杆是极为重要的一个部件，其结构对制造过程中的引晶过程和生长过程都有重要的影响。由于要在高温下工作，目前的籽晶杆都是中空的带水冷的结构，可以较有效的保护籽晶不会熔化。但是这种结构由于在籽晶杆中有水压会对称重的准确性产生不可消除的影响，那么在晶体生长尤其是引晶过程中就会产生错误的判断而造成长晶失败。如果能够在晶体生长的起始阶段，籽晶杆中心水冷不存在，就可以大大提闻引晶成功率，而后期杆晶杆中心水冷的引入可以加速放肩过程，有效控制晶体中的缺陷。从而达到提高晶体成品率及利用率的目的。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种双层水冷籽晶杆结构，在籽晶杆外加一层起间接水冷作用的水冷套，这样籽晶杆在引晶时就可以不通水，从而保证了称重的精度，当引晶结束后，称重精度要求减小，籽晶杆中通水则可以有效的提高放肩过程的速度，减小热场波动对晶体生长过程的影响，提高晶体生长过程的成功率。
[0007](二)技术方案
[0008]为达到上述目的，本发明提供了一种双层水冷籽晶杆结构，该结构包括水冷套，籽晶杆，第一密封件件和第二密封件，籽晶杆在水冷套的中间，籽晶杆不与水冷套有任何的接触；水冷套在第一密封件处通过波纹管与晶体炉连接，籽晶杆通过第二密封件与水冷套连接。水冷套可间接实现籽晶杆的水冷，因此在引晶过程即使籽晶杆不通水也不会使籽晶杆过热，同时籽晶杆在引晶结束后可通水，这样可使晶体热量有效的散失，并能保证籽晶承受更大的重量。
[0009](三)有益效果
[0010]从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果:
[0011]1、本发明提供的双层水冷结构，通过水冷套可使籽晶杆不受水压的影响，在引晶阶段能保证更高的称重精度要求，从而提高晶体成功率。
[0012]2、本发明提供的双层水冷结构，可以在引晶结束后通水，增强散热，可使晶体的放肩过程更加平稳而不受热场波动影响，同时籽晶杆的直接水冷使籽晶能承受更高的晶体重量，从而防止生长中籽晶断裂，可进一步提高晶体成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:晶体炉的系统示意图；
[0014]图2:双层水冷籽晶杆的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体的实施例对本实用新型作进一步展开说明，但需要指出的是，本实用新型所要求保护的结构并不限于实施例及说明书附图中的具体结构。对于本领域普通技术人员可以推知的其他结构形式，亦属于本发明所要求保护的范围之内。
[0016]请一并参阅图1、图2，一种双层水冷籽晶杆结构，其具有进行间接水冷的水冷套1和连接籽晶的籽晶杆2，起到密封作用的第一密封件3、第二密封件4。
[0017]所述的籽晶杆2在长晶过程中将深入高温的晶体炉中，如果没有水冷降温，将被高温熔化。
[0018]将所述的籽晶杆2设置所述的水冷套1的中间；所述的水冷套1设置第二冷却出水口 7、第二冷却进水口 6。冷却水从第二冷却进水口 6流入，经过水冷套1，从第二冷却水水口 7流出，带走热量。所述籽晶杆2与所述的水冷套1之间有10mm的间歇，没有任何接触。
[0019]所述的籽晶杆2设置第一冷却出水口 9、第一冷却进水口 8。冷却水从第一冷却进水口 8流入，经过籽晶杆2，从第一冷却出水口 9流出，直接带走热量。
[0020]所述的水冷套1与提拉机构10刚性连接，并在第一密封件3处通过波纹管5与晶体炉连接，而所述的籽晶杆2通过第二密封件4与所述的水冷套1连接。因为可以形成一个密封的空间，保护晶体炉的内部热场。
[0021]当引晶过程中，只给水冷套1通水，水压就不会对籽晶杆2产生影响；放肩时籽晶杆2也通水，晶体将快速实现放肩。
[0022]实施该专利，进行了 10炉蓝宝石生长，结果表明引晶阶段晶体生长稳定可靠，弓丨晶结束后使用籽晶杆2直接水冷，放肩时间减少12小时，并且未发生籽晶断裂，晶体成品率得到了提高。
【权利要求】
1.一种双层水冷籽晶杆结构，包括水冷套(I)和籽晶杆(2)及第一密封件(3)、第二密封件(4)，其特征在于:所述的籽晶杆(2)在所述的水冷套(I)的中间；所述的水冷套(I)与提拉机构刚性连接，并在第一密封件(3)处通过波纹管(5)与晶体炉连接，所述的籽晶杆(2 )通过第二密封件(4 )与所述的水冷套(I)连接。
2.如权利要求1所述的一种双层水冷籽晶杆结构，其特征在于:所述籽晶杆(2)与所述的水冷套(I)之间有1mm的间歇，没有任何接触。
3.如权利要求1所述的一种双层水冷籽晶杆结构，其特征在于:所述的籽晶杆(2)设置第一冷却出水口( 9 )、第一冷却进水口( 8 )，所述的水冷套(I)设置第二冷却出水口( 7 )、第二冷却进水口(6)。
【文档编号】C30B17/00GK204162832SQ201420592196
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月14日 优先权日:2014年10月14日
【发明者】刘瑜, 陈晓玲 申请人:杭州晶一智能科技有限公司