一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝，包括坩堝壁和坩堝底，所述坩堝的外形為圓柱體，內(nèi)部空間為圓臺(tái)狀，側(cè)壁截面為倒梯形，頂端薄，下部厚；其中，坩堝側(cè)壁上端厚度為10mm,側(cè)壁下部厚度為25mm，坩堝底的厚度為15mm，高度和外徑采用傳統(tǒng)參數(shù)；所述坩堝側(cè)壁與坩堝底之間為平滑過渡的弧形拐角；所述的側(cè)壁下部指坩堝側(cè)壁內(nèi)部與弧形拐角的交點(diǎn)處。本實(shí)用新型能夠優(yōu)化爐內(nèi)熱場(chǎng)分布，降低熔體中溫度梯度，減小熔體流速，有利于在結(jié)晶前沿得到均勻的溫度梯度和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率，從而提高藍(lán)寶石單晶的質(zhì)量。
【專利說明】一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝，屬于晶體生長(zhǎng)的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]泡生法作為一種生長(zhǎng)高質(zhì)量、大尺寸藍(lán)寶石單晶的方法，對(duì)泡生爐內(nèi)溫場(chǎng)的分布提出了更高的要求。為了保證爐內(nèi)合適的溫場(chǎng)以及優(yōu)化晶體質(zhì)量，要求固液界面上有合適的溫度梯度、較低的固液界面凸出率，適當(dāng)減小熔體的流速和溫度梯度，整個(gè)生長(zhǎng)過程有均勻的溫度梯度。采用目前普遍使用的圓坩堝生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體，在生長(zhǎng)后期固液界面處容易出現(xiàn)溫度梯度不均勻，生長(zhǎng)速率過快的現(xiàn)象。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝，包括坩堝壁和坩堝底，所述坩堝的外形為圓柱體，內(nèi)部空間為圓臺(tái)狀，側(cè)壁截面為倒梯形，頂端薄，下部厚；其中，坩堝側(cè)壁上端厚度為10mm，側(cè)壁下部厚度為25mm，坩堝底的厚度為15mm，高度和外徑采用傳統(tǒng)參數(shù)；所述坩堝側(cè)壁與坩堝底之間為平滑過渡的弧形拐角；所述的側(cè)壁下部指坩堝側(cè)壁內(nèi)部與弧形拐角的交點(diǎn)處。
[0006]所述的i甘禍的高度為510mm,外徑為310mm。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0008]在泡生法藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)過程中，本實(shí)用新型能夠優(yōu)化爐內(nèi)熱場(chǎng)分布，降低熔體中溫度梯度，減小熔體流速。本實(shí)用新型能夠降低晶體放肩、等徑生長(zhǎng)階段的固液界面凸出率，并適當(dāng)升高收尾階段的固液界面凸出率，有利于在結(jié)晶前沿得到均勻的溫度梯度和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率，從而提聞監(jiān)寶石單晶的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是現(xiàn)有的圓柱形坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型所述坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)某特定過程熔體中等溫線分布示意圖。其中，圖3 (a)為使用現(xiàn)有的圓柱形坩堝生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體某特定過程熔體中等溫線分布圖；圖3 (b)為使用本實(shí)用新型所述的坩堝生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體某特定過程熔體中等溫線分布圖；
[0012]圖4是分別使用兩種坩堝生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體后期結(jié)晶前沿的溫度梯度分布圖。
[0013]其中，I 一側(cè)壁頂端；2 —側(cè)壁下部；3 —坩堝底；4 一弧形拐角【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作以下詳細(xì)描述；
[0015]如圖1所示，現(xiàn)有供述使用的圓柱形坩堝側(cè)壁厚度均勻，即坩堝的側(cè)壁頂端1、側(cè)壁下部2和坩堝底3的厚度均為15mm，高度和外徑采用傳統(tǒng)參數(shù)(高度510mm、外徑310mm)。坩堝側(cè)壁與坩堝底3通過弧形拐角4連接，所述的側(cè)壁下部2指坩堝側(cè)壁內(nèi)部與弧形拐角4的交點(diǎn)處。
[0016]本實(shí)用新型適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該坩堝的外形為圓柱體，內(nèi)部空間為圓臺(tái)狀，側(cè)壁截面為倒梯形，頂端薄，下部厚；其中，坩堝側(cè)壁上端I厚度為10mm，側(cè)壁下部2厚度為25mm，坩堝底3的厚度為15mm，高度和外徑采用傳統(tǒng)參數(shù)(高度510mm、外徑310mm)。所述坩堝側(cè)壁與坩堝底3之間為平滑過渡的弧形拐角4。
[0017]使用現(xiàn)有的圓柱形坩堝放入泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)，進(jìn)行晶體生長(zhǎng)全過程。從放肩至收尾，熔體中最大流速?gòu)?.0045m/S降至0.0035m/s。熔體中等溫線分布如圖3 (a)所示，熔體中靠近固液界面處的等溫線分布較密集，溫度梯度較大。生長(zhǎng)后期固液界面突出率為83-78mm。生長(zhǎng)后期結(jié)晶前沿溫度梯度分布如圖4(case2)所示，溫度梯度變化較快。
[0018]將本實(shí)用新型放入泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)，在相同的工藝條件下進(jìn)行晶體生長(zhǎng)全過程。從放肩至收尾，熔體中最大流速?gòu)?.0028m/s降至0.0011m/s,與圓柱形?甘禍相t匕，明顯降低。熔體中等溫線分布如圖3(b)所示，熔體中靠近固液界面處的等溫線分布相對(duì)稀疏，溫度梯度相對(duì)較小。生長(zhǎng)后期固液界面凸出率為86-81mm。生長(zhǎng)后期結(jié)晶前沿的溫度梯度分布如圖4(case3)所示，溫度梯度變化較緩，比較均勻，生長(zhǎng)速率更加穩(wěn)定，藍(lán)寶石單晶的整體質(zhì)量得到 提聞。
【權(quán)利要求】
1.一種適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝，其特征為包括坩堝壁和坩堝底，所述坩堝的外形為圓柱體，內(nèi)部空間為圓臺(tái)狀，側(cè)壁截面為倒梯形，頂端薄，下部厚；其中，坩堝側(cè)壁上端厚度為10mm，側(cè)壁下部厚度為25mm，坩堝底的厚度為15mm，高度和外徑采用傳統(tǒng)參數(shù)；所述坩堝側(cè)壁與坩堝底之間為平滑過渡的弧形拐角；所述的側(cè)壁下部指坩堝側(cè)壁內(nèi)部與弧形拐角的交點(diǎn)處。
2.如權(quán)利要求1所述的適于泡生法藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)使用的坩堝，其特征為所述的?甘禍的高度為510mm,外徑為 310mm。
【文檔編號(hào)】C30B17/00GK203530499SQ201320678395
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】陳洪建, 陳晨, 閻文博, 劉彩池, 王運(yùn)滿, 程鵬 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué), 唐山銳晶光電科技股份有限公司