一种可变电极晶体生长炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及与单晶生长相关的加热装置，特别是涉及一种可变电极晶体生长炉。
【背景技术】
[0002]蓝宝石具有多种优异性能，被广泛地应用于国防、科研和民用的许多领域。近年来，随着LED产业的发展蓝宝石作为其商业化可行性最好的衬底材料，其应用市场急剧膨胀。如何精确可控地生长蓝宝石晶体一直是晶体生长研究人员关注的课题。目前，生长高质量、大尺寸蓝宝石晶体的方法主要包括:提拉法、泡生法、温梯法、热交换法等。
[0003]其中，泡生法(Kyropoulos method)是一种从恪融液体中生长单晶体的晶体生长法，其被广泛应用于蓝宝石单晶的生长，是目前公认的蓝宝石产出品质最好、成品率最高的宝石生长方式。但是，由于炉内为2000摄氏度以上高温，故对晶体生长炉加热装置的发热效率、变形量、使用寿命有较高的要求。
[0004]为了更好满足生长温场设计的需要，多种选择方案中选定最适合的方案时加热棒的粗细、根数、串并联各种灵活改变方式很重要。
[0005]加热器、保温材料等耗材存在制作工艺复杂，成本较高的问题，加热器由于高温和自身结构原因易发生变形、老化问题，降低了温场温度梯度的稳定性，对产品质量产生不良影响。另外，炉筒和盖体以及电极之间的可靠安装也是保证产品质量的关键。因此，在目前的蓝宝石晶体生长行业中，稳定可靠的晶体生长炉成为产品质量成败的的重要因素。
【发明内容】
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可变电极晶体生长炉，用于解决现有技术的晶体生长炉中温场的结构以及热不够稳定的问题。
[0007]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可变电极晶体生长炉，所述晶体生长炉至少包括:
[0008]炉筒，顶部具有炉筒口；
[0009]大盖，固定在所述炉筒口上，所述大盖具有大盖口；
[0010]小盖，紧固在所述大盖口上；
[0011]炉体电极，位于所述炉筒中且固定在所述大盖上，所述炉筒、大盖、小盖以及炉体电极中均设置有循环水通道。
[0012]优选地，所述小盖上设置有籽晶杆通过孔和观察孔。
[0013]优选地，所述大盖通过密封胶圈密封固定在所述炉筒口上。
[0014]优选地，所述小盖通过紧固螺栓和密封胶圈紧固在所述大盖口上。
[0015]优选地，所述炉体电极包括一炉体整圆环电极和两个炉体半圆环电极，所述两个炉体半圆环电极非接触地设置在炉体整圆环电极的上方。
[0016]优选地，所述炉体电极上设置有固定柱，所述固定柱上设置有卡槽，所述固定柱中设置有循环水通道，所述炉体电极通过所述卡槽固定在所述大盖上。
[0017]优选地，所述炉筒中还设置有加热棒电极和多根加热棒，所述加热棒电极包括一加热棒整圆环电极和两个加热棒半圆环电极，所述两个加热棒半圆环电极设置在加热棒整圆环电极的上方，所述两个加热棒半圆环电极和加热棒整圆环电极之间通过绝缘隔板隔断，所述两个加热棒半圆环电极分别作为第一半圆环电极和第二半圆环电极，所述多根加热棒分列成第一组加热棒和第二组加热棒，所述第一组加热棒和第二组加热棒中的加热棒按以下连接方式交替地连接在所述加热棒整圆环电极和两个加热棒半圆环电极上:
[0018]所述第一组加热棒中的加热棒的一端与所述第一半圆环电极连接固定，另一端不接触地依次穿过所述第一半圆环电极上方的所述绝缘隔板和加热棒整圆环电极并经弯折后与所述第二半圆环电极上方的所述加热棒整圆环电极连接固定；
[0019]所述第二组加热棒中的加热棒的一端与所述第一半圆环电极上方的所述加热棒整圆环电极连接固定，另一端经弯折后不接触地依次穿过所述第二半圆环电极上方的所述加热棒整圆环电极和绝缘隔板并与所述第二半圆环电极连接固定。
[0020]优选地，所述第一组加热棒和第二组加热棒之间交互等距分布。
[0021]优选地，所述加热棒与所述加热棒整圆环电极之间通过螺纹销子夹紧固定。
[0022]优选地，所述加热棒在垂直方向上等距均布防变形固定环，所述固定环与加热棒之间通过焊接固定。
[0023]如上所述，本发明的可变电极晶体生长炉，包括:炉筒，顶部具有炉筒口；大盖，固定在所述炉筒口上，所述大盖具有大盖口 ；小盖，紧固在所述大盖口上;炉体电极，位于所述炉筒中且固定在所述大盖上，所述炉筒、大盖、小盖以及炉体电极中均设置有循环水通道。所述炉体电极包括一炉体整圆环电极和两个炉体半圆环电极，所述可变电极晶体生长炉还包括加热棒电极和加热棒。加热棒半圆环电极上均布分布所述加热棒，加热棒穿过但不接触本侧加热棒半圆环电极下绝缘材料、加热棒整圆环电极，弯折回对侧加热棒半圆环电极下方的加热棒整圆环电极上。本发明通过炉筒、大盖、小盖以及炉体电极之间的安装连接，使整个晶体生长炉实现密封状态，为生长炉中温场的稳定提供保障。
【附图说明】
[0024]图1为本发明可变电极晶体生长炉的整体结构示意图。
[0025]图2为本发明加热棒在加热棒整圆环电极和两个加热棒半圆环电极上的设置结构示意图。
[0026]图3为本发明两个炉体半圆环电极的结构俯视图。
[0027 ]图4为本发明炉体整圆环电极的结构俯视图。
[0028]图5为本发明炉体整圆环电极和两个炉体半圆环电极的结构俯视图。
[0029]图6为本发明炉体整圆环电极和两个炉体半圆环电极的结构侧视图。
[0030]图7为本发明可变电极晶体生长炉中设置有加热器及加热器电极的整体结构示意图。
[0031 ]元件标号说明
[0032]1加热棒半圆环电极
[0033]la第一半圆环
[0034]lb第二半圆环
[0035]2绝缘隔板
[0036]3加热棒整圆环电极
[0037]4加热棒
[0038]5固定环
[0039]6炉筒
[0040]7大盖[0041 ]8小盖
[0042]9炉体半圆环电极
[0043]91、101固定柱
[0044]92、102固定孔
[0045]93、103卡槽
[0046]10炉体整圆环电极
[0047]11密封胶圈
[0048]12紧固螺栓
【具体实施方式】
[0049]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0050]请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0051]本发明提供一种可变电极晶体生长炉，如图1所示，所述晶体生长至少包括:炉筒
6、大盖7、小盖8以及炉体电极。
[0052]所述炉筒6的顶部具有一开口，定义为炉筒口。所述大盖7固定在所述炉筒口上，优选地，所述大盖7通过密封胶圈11密封固定在所述炉筒口上，并且所述大盖7上设置有大盖口，并且大盖口设置在大盖7的中部。所述小盖8则紧固在所述大盖口上，优选地，所述小盖8通过紧固螺栓12和胶圈紧固在所述大盖口上。
[0053]所述小盖8上还设置有籽晶杆通过孔(未予以图示)，通过所述籽晶杆通过孔将所述籽晶插入炉筒6中坩祸内的熔体中，并通过提拉籽晶杆使晶体生长。另外，所述小盖8上还设置有观察孔(未予以图示)，通过所述观察孔可以实时观察装置内的晶体生长状况。
[0054]所述炉体电极位于所述炉筒6中且固定在所述大盖7上，所述炉筒6、大盖7、第二盖8体以及炉体电极中均设置有循环水通道。
[0055]具体地，如图3?图6所示，所述炉体电极包括一炉体整圆环电极10和两个炉体半圆环电极9，所述两个炉体半圆环电极9非接触地设置在炉体整圆环电极10的上方。
[0056]另外，如图2和图7所示，所述炉筒6中还设置有加热棒电极和多根加热棒4，所述加热棒电极包括一加热棒整圆环电极3和两个加热棒半圆环电极1，所述两个加热棒半圆环电极I设置在加热棒整圆环电极3的上方，所述两个加热棒半圆环电极I和加热棒整圆环电极3之间通过绝缘隔板2隔断，所述加热棒两个半圆环电极I分别作为第一半圆环电极Ia和第二半圆环电极lb。需要说明的是，附图2为倒置的剖面图，因此，看起来两个加热棒半圆环电极I位于加热棒整圆环电极3的下方。
[0057]另外，所述炉体半圆环电极9和炉体整圆环电极10必须平稳放置，水平误差不超过Imm ο所述加热棒整圆环电极3与炉体整圆环电极10的形状相同或者相似，所述加热棒半圆环电极I与炉体半圆环电极9的形状相同或者相似，以便安装连接。
[0058]如图7所示为加热棒电极和炉体电极连接的示意图。具体地，所述加热棒整圆环电极3与所述炉体整圆环电极10电性连接，所述加热棒半圆环电极I与所述炉体半圆环电极9对应电性连接。