一种泡生法蓝宝石用单晶炉的制作方法

文档序号:12941234阅读:312来源:国知局

本发明涉及一种单晶炉,特别涉及一种泡生法蓝宝石用单晶炉。



背景技术:

蓝宝石(α-al2o3)俗称刚玉,具有优良的机械、光学、化学、电学特性,并且能够耐高温,抗辐射被广泛用于耐磨器件、光学窗口、衬底材料、导弹整流罩等领域。泡生法,又称柴氏法,ky法,是目前大尺寸、高质量块状蓝宝石单晶批量生产的主流方法。目前国内外泡生法的蓝宝石单晶炉只有在加热器部位安装有热电偶测温装置,其只能测试加热器的表面温度,而溶液实际温度无法准确显示,因此对长晶过程中的引晶温度很难掌握,基本靠长晶工程师的多年实际操作经验来判断溶液温度,需要多次试验才能掌握最佳的长晶温度,可能需要几个小时甚至十几小时来调整温度,稍有不慎籽晶都会融化,这样既花费了人力增加了原料成本又延长了长晶时间增加了能耗。且现有单晶炉的腔体结构都是桶型结构,炉筒底部和炉筒壁是一体的,这种结构样式焊接更复杂,底部的加工更困难;作为设备整体中的一部分,由于设备的特定结构,底部寿命相对更短,如果更换只能将整个腔体更换。



技术实现要素:

本发明的目的就在于提供一种操作方便,性能稳定,不易损坏的泡生法蓝宝石用单晶炉。

为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:本发明的泡生法蓝宝石用单晶炉,包括炉体、炉底、炉盖、坩埚和温控装置,所述炉体为圆筒形,炉体底部设置有上法兰,炉底上设置有下法兰,炉底通过上、下法兰与炉体固定,所述炉盖设置在炉体顶部,炉盖上设置有观察窗,观察窗上设置有红外测温仪,红外测温仪与温控装置相连,所述炉盖内表面设置有顶隔热屏,炉体内壁设置有侧隔热屏,炉底上表面设置有底隔热屏,所述坩埚外壁设置有侧加热器,坩埚外底部设置有底加热器,底加热器和侧加热器与温控装置相连。

作为优选,所述上法兰与下法兰之间设置有密封圈。

作为优选,所述上法兰与下法兰通过螺栓连接固定。

与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明在炉盖上设置红外温控仪,能让长晶工程师直接从红外温控仪的显示器上读取溶液中心表面温度,再通过引晶时工艺需求的温度来调整电压大小,从而控制加热器功率,改变炉内溶液温度,在最短的时间内把溶液温度控制在最佳的引晶温度,下降籽晶提升机构,使籽晶接触溶液,此时最佳的溶液温度保证了快速准确的引晶,从而缩短时间、人力、能耗,保证生产品质及制程进度;炉体和炉底通过上法兰和下法兰通过螺栓连接,结合面密封处理,这样既实现腔体桶状结构,又能在在需要时可以分为两个分开的个体。这样的结构,如果其中一个部件有问题,比如炉底损坏,只需要更换炉底,更换成本减少了;同时,加工中炉底加工很便利,炉体加工也很方便;隔热屏结构布置及表面处理不仅能够提高隔热系统保温效果,而且还大大延长隔热屏使用寿命,进而降低了蓝宝石晶锭总的生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1,本发明的泡生法蓝宝石用单晶炉,包括炉体1、炉底2、炉盖3、坩埚9和温控装置8,所述炉体1为圆筒形,炉体1底部设置有上法兰4,炉底2上设置有下法兰5,炉底2通过上、下法兰4、5与炉体1固定,所述炉盖3设置在炉体1顶部,炉盖3上设置有观察窗6,观察窗6上设置有红外测温仪7,红外测温仪7与温控装置8相连,所述炉盖3内表面设置有顶隔热屏11,炉体1内壁设置有侧隔热屏12,炉底2上表面设置有底隔热屏13,所述坩埚9外壁设置有侧加热器14,坩埚9外底部设置有底加热器15,底加热器15和侧加热器14与温控装置8相连,所述上法兰4与下法兰5之间设置有密封圈10,所述上法兰4与下法兰5通过螺栓连接固定。

在炉盖3上设置红外温控仪,能让长晶工程师直接从红外温控仪的显示器上读取溶液中心表面温度,再通过引晶时工艺需求的温度来调整电压大小,从而控制加热器功率,改变炉内溶液温度,在最短的时间内把溶液温度控制在最佳的引晶温度,下降籽晶提升机构,使籽晶接触溶液,此时最佳的溶液温度保证了快速准确的引晶,从而缩短时间、人力、能耗,保证生产品质及制程进度;炉体1和炉底2通过上法兰4和下法兰5通过螺栓连接,结合面密封处理,这样既实现腔体桶状结构,又能在在需要时可以分为两个分开的个体。这样的结构,如果其中一个部件有问题,比如炉底2损坏,只需要更换炉底2,更换成本减少了;同时,加工中炉底2加工很便利,炉体1加工也很方便;隔热屏结构布置及表面处理不仅能够提高隔热系统保温效果,而且还大大延长隔热屏使用寿命,进而降低了蓝宝石晶锭总的生产成本。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种泡生法蓝宝石用单晶炉,包括炉体、炉底、炉盖、坩埚和温控装置,所述炉体为圆筒形,炉体底部设置有上法兰,炉底上设置有下法兰,炉底通过上、下法兰与炉体固定,所述炉盖设置在炉体顶部,炉盖上设置有观察窗,观察窗上设置有红外测温仪,红外测温仪与温控装置相连,所述炉盖内表面设置有顶隔热屏,炉体内壁设置有侧隔热屏,炉底上表面设置有底隔热屏,所述坩埚外壁设置有侧加热器,坩埚外底部设置有底加热器,底加热器和侧加热器与温控装置相连。本发明操作方便,性能稳定,不易损坏;隔热屏结构布置及表面处理不仅能够提高隔热系统保温效果,而且还大大延长隔热屏使用寿命,进而降低了蓝宝石晶锭总的生产成本。

技术研发人员:刘菁菁
受保护的技术使用者:刘菁菁
技术研发日:2016.05.09
技术公布日:2017.11.17
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