一種可以調節爐膛溫度梯度的保溫桶的製作方法
2023-05-27 22:30:16
專利名稱：一種可以調節爐膛溫度梯度的保溫桶的製作方法
技術領域：
本發明涉及晶體生長熱場結構，特別涉及一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶。
背景技術：
晶體在生長過程中，溫度梯度的控制十分重要，控制坩堝中的垂直溫度梯度更是生長出優質晶體材料的關鍵。不同的晶體材料不同的生長方法，對垂直溫度梯度要求不同。 垂直溫度梯度成為生長出優質晶體的關鍵技術之一，如圖6所示，傳統的桶壁等厚的保溫桶設計，不能提供合適的溫場。
發明內容
本發明所解決的技術問題在於提供一種通過改變保溫桶桶壁厚度的變化設計來改變坩堝內垂直溫度梯度，並得到晶體生長所需要的高溫和溫度分布，從而提高晶體尺寸和質量的一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶。本發明所解決的技術問題採用以下技術方案來實現一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶，主要用於高溫氧化物晶體生長系統用的爐膛，所述保溫桶桶壁厚度或保溫屏的層數在不同垂直高度上製作成不同的厚度或層數。優選的，所述可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶的材料是高熔點金屬或合金，或者是高熔點陶瓷，或者是石墨材料，或者是以上材料中任意的組合。再優選的，所述可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶桶壁的厚度變化規律可以是線性、非線性、球面、非球面、橢圓、波浪形。本發明的有益效果是，通過將保溫桶桶壁厚度按要求製成非等厚，改變了熱輻射、 熱對流和熱傳導，使得坩堝內的垂直溫度梯度分布達到工藝的要求，提高了晶體的尺寸和質量。
通過下面結合附圖的詳細描述，本發明前述的和其他的目的、特徵和優點將變得顯而易見。其中圖1本發明的可以調節爐膛溫度梯度的保溫桶結構示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發明保溫桶的另一種結構示意圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是本發明在TSTGT技術中的實施例示意圖；圖6是一種傳統的等厚設計的保溫桶；圖7是利用本發明的原理設計出來的保溫屏的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。參考圖1和圖2，本發明的一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度的保溫桶的實施例， 其主要用於晶體生長用溫場部件，所述保溫桶1由高熔點金屬或合金，或者是高熔點陶瓷， 或者是石墨材料，或者是以上材料中任意的組合製成。在沿保溫桶1底部的垂直方向上，保溫桶1在不同高度有不同的厚度，形成了從坩堝4底部到坩堝4頂部有不同的輻射強度，從而達到坩堝4內的垂直溫度梯度的合理分布。如圖5所示，其為本發明的保溫筒在TSTGT(頂部籽晶溫度梯度法)中最典型的應用。利用頂部籽晶溫度梯度法生長晶體的設備包括保溫罩2、發熱體3、坩堝4、坩堝託杆5、 坩堝託6、爐蓋7、提拉機構8。保溫桶1設在發熱體3的周圍提供合適的晶體生長所需的溫場。如圖3和圖4所示，其為本發明的一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度的保溫桶的另一實施方式。圖7所示為根據本發明的原理設計的一種晶體生長用保溫屏。保溫桶桶壁厚度或保溫屏的層數在不同垂直高度上或水平位置上製作成不同的厚度或層數，以此來調節爐膛內垂直或水平溫度梯度。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。故本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1.一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶，主要用於高溫氧化物晶體生長系統用的爐膛，其特徵在於所述保溫桶桶壁厚度在不同垂直高度上具有不同的厚度。
2.根據權利要求1所述的可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶，其特徵在於 所述保溫桶的材料包括高熔點金屬或合金，或者是高熔點陶瓷，或者是石墨材料，或者是以上材料中任意的組合。
3.根據權利要求1所述的可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶，其特徵在於 所述的保溫桶桶壁的厚度變化規律可以是線性、非線性、球面、非球面、橢圓或波浪形。
4.一種可以調節爐膛內水平溫度梯度分布的保溫屏，其特徵在於所述保溫屏的層數在不同水平位置上製作成不同的層數。
5.根據權利要求4所述的可以調節爐膛內水平溫度梯度分布的保溫屏，其特徵在於 所述的保溫屏壁的厚度變化規律可以是線性、非線性、球面、非球面、橢圓、波浪形。
全文摘要
本發明提出一種可以調節爐膛內垂直溫度梯度分布的保溫桶，涉及晶體生長熱場結構，主要用於晶體生長用爐膛內的保溫桶，其特徵在於所述保溫桶桶壁厚度或保溫屏的層數在不同垂直高度上製作成不同的厚度或層數。本發明將保溫桶壁製成可控非等厚，可方便地控制改變熱輻射、熱對流和熱傳導，使得坩堝內的垂直溫度分布達到工藝的要求，提高了晶體的尺寸和質量。
文檔編號C30B35/00GK102485978SQ201010570120
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月2日 優先權日2010年12月2日
發明者柳祝平, 王有明, 黃小衛 申請人:元亮科技有限公司