晶體生長(zhǎng)提升裝置及使用該設(shè)備的晶體生長(zhǎng)爐的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種晶體生長(zhǎng)提升裝置，尤其是對(duì)于藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)爐中的晶體提升裝置。本發(fā)明提升晶體生長(zhǎng)爐的上頂蓋。提升的高度要高于坩堝的高度。當(dāng)達(dá)到一定高于時(shí)，松開(kāi)籽晶夾頭，晶體就很容易的從坩堝中取出。此裝置也使拆除熱場(chǎng)及清理爐膛變的更方便。本發(fā)明可以有效地避免坩堝的墜落，使晶體取出過(guò)程更加方便，并且提高工作效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】晶體生長(zhǎng)提升裝置及使用該設(shè)備的晶體生長(zhǎng)爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種晶體生長(zhǎng)提升裝置，尤其是用于大尺寸藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)的晶體生長(zhǎng)爐中的提升裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石是一種非常重要的晶體材料，它具有優(yōu)異的光學(xué)性能和機(jī)械性能，應(yīng)用極其廣泛。早在I960年，藍(lán)寶石晶體由于具有高硬度和高韌性的特點(diǎn)就被用于軍用裝甲材料。隨后，由于發(fā)現(xiàn)藍(lán)寶石在中紅外波段光具有高透性，它又成為了最常見(jiàn)的軍用窗口材料。近年來(lái)，隨著LED產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，藍(lán)寶石晶體作為L(zhǎng)ED外延芯片必需的襯底材料，其需求量日益增加，這引起了對(duì)生長(zhǎng)大尺寸藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)方法的高度重視。
[0003]文中所提到的“籽晶”指晶體生長(zhǎng)前準(zhǔn)備好的一根品質(zhì)良好的藍(lán)寶石單晶，用于引導(dǎo)藍(lán)寶石熔液凝固生長(zhǎng)成單晶。
[0004]以上所說(shuō)的長(zhǎng)晶工人是能夠獨(dú)立且成功地完成引晶并能夠生長(zhǎng)出大尺寸藍(lán)寶石晶體的熟練技工。要成功的生長(zhǎng)出品質(zhì)好的大尺寸的藍(lán)寶石不僅需要多年的引晶經(jīng)驗(yàn)，而且需要一臺(tái)設(shè)計(jì)優(yōu)良的晶體生長(zhǎng)爐。
[0005]提升裝置作為生長(zhǎng)爐的一部分用于在藍(lán)寶石生長(zhǎng)前后提升爐蓋。生長(zhǎng)前，需要打開(kāi)爐蓋，取出坩堝，盛放原料；在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中，第一步是原材料的熔化。然后調(diào)節(jié)溫度使籽晶和熔體接觸進(jìn)行引晶。當(dāng)界面溫度低于凝固點(diǎn)時(shí)，籽晶開(kāi)始生長(zhǎng)。盡管籽晶桿轉(zhuǎn)動(dòng)也能起到提高熔體溫度分布的作用，但實(shí)際生產(chǎn)中需要通過(guò)降低熔體溫度達(dá)到晶體的生長(zhǎng)。在這個(gè)過(guò)程中，籽晶不能直接置于生長(zhǎng)爐中，必須置于生長(zhǎng)爐上部，使籽晶能與熔體進(jìn)行接觸同時(shí)又能旋轉(zhuǎn)提拉。在緩慢的提拉過(guò)程中，圓柱形晶體不斷增長(zhǎng)。生長(zhǎng)后，也需要打開(kāi)爐蓋，取出坩堝，取出晶體。
[0006]晶體生長(zhǎng)爐包括真空系統(tǒng)，氣壓系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動(dòng)部分，加熱系統(tǒng)，電控柜等等。生長(zhǎng)爐中關(guān)鍵部分是籽晶的旋轉(zhuǎn)及提升。通過(guò)導(dǎo)向輪將爐蓋提升到一定位置并保持。將松開(kāi)的上頂蓋手動(dòng)推到左側(cè)。由于提升的高度要小于坩堝的高度，當(dāng)從坩堝中取晶體時(shí)，籽晶勢(shì)必會(huì)被折斷。這樣不經(jīng)操作復(fù)雜，也會(huì)損壞坩堝中的晶體。這種傳統(tǒng)的提升裝置沒(méi)有足夠的提升高度，所以不可能在不損壞籽晶的情況下取走晶體。并且這種方法，不僅會(huì)毀壞籽晶桿和坩堝，同時(shí)對(duì)晶體質(zhì)量也有影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決傳統(tǒng)晶體生長(zhǎng)爐中替身裝置不易取出晶體的缺點(diǎn)，本發(fā)明專(zhuān)利的提升裝置來(lái)提升爐子的上頂蓋。提升的高度要高于坩堝的高度。當(dāng)達(dá)到一定高于時(shí)，松開(kāi)籽晶夾頭，晶體就很容易的從坩堝中取出。此裝置也使拆除熱場(chǎng)及清理爐膛變的更方便。
[0008]本專(zhuān)利通過(guò)在原有結(jié)構(gòu)上使用液壓柱解決了一般提升裝置的缺點(diǎn)。取出藍(lán)寶石晶體的同時(shí)整個(gè)坩堝也被取出，然后提著坩旋轉(zhuǎn)90°。使用外部工具支撐坩堝，然后移出晶體。在這個(gè)過(guò)程中，可以有效地避免坩堝的墜落，使晶體取出過(guò)程更加方便，并且提高工作效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為液壓裝置結(jié)構(gòu)圖 圖2液壓裝置側(cè)視圖
圖3液壓裝置處于升起狀態(tài)圖 圖4液壓裝置處于不工作狀態(tài)圖
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1和圖2顯示了單晶爐的提升裝置。圖3和圖4是液壓提升裝置的細(xì)節(jié)。這個(gè)裝置將用于從坩堝中取出晶體。在長(zhǎng)晶的過(guò)程中此設(shè)備一直處于其升降臺(tái)的最低位。待到晶體長(zhǎng)完后，爐腔溫度降到室溫時(shí)，該裝置才會(huì)被提升到超過(guò)一個(gè)坩堝的高度。 液壓裝置即是圖4中的立柱，底部是一個(gè)液壓缸，底部通孔，用于進(jìn)出油。上面的立柱為活塞桿，用于提升裝置的提升。當(dāng)需要提升坩堝時(shí)，通過(guò)油孔向液壓缸中充入液壓油，活塞桿被提升，到達(dá)指定位置時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油閥。當(dāng)需要其回到低位時(shí)，將進(jìn)油閥打開(kāi)，由于活塞桿及其上的裝置的重力，液壓缸中的液壓油被排出，提升裝置回到低位。
【權(quán)利要求】
1.一種晶體生長(zhǎng)爐提升裝置，用于晶體及坩堝的取出，尤其是大尺寸藍(lán)寶石晶體的取出，其特征是:提升桿底部是一個(gè)液壓缸，底部通孔，用于進(jìn)出油，上面的立柱為活塞桿，用于提升桿的提升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的晶體生長(zhǎng)爐提升裝置，其特征是:取出晶體的同時(shí)整個(gè)坩堝也被取出，然后提著坩旋轉(zhuǎn)90°，使用外部工具支撐坩堝，然后移出晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的晶體生長(zhǎng)爐提升裝置，其特征是:晶體需要從晶體爐取出時(shí)，提升坩堝通過(guò)油孔向液壓缸中充入液壓油，活塞桿被提升，到達(dá)指定位置時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的晶體生長(zhǎng)爐提升裝置，其特征是:晶體需取出后，將進(jìn)油閥打開(kāi)，由于活塞桿及其上的裝置的重力，液壓缸中的液壓油被排出，提升裝置回到低位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的晶體生長(zhǎng)爐提升裝置，其特征是:用于藍(lán)寶石生長(zhǎng)爐的提升裝置可有效提高藍(lán)寶石晶體取出時(shí)，籽晶桿和晶體易損壞的缺點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】C30B29/20GK103603035SQ201310082343
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】丁雨憧, 馬兆遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:北京志光伯元科技有限公司