一种用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚的制作方法
【技术领域】
[〇〇〇1] 本实用新型涉及晶体生长技术领域，尤其涉及一种用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚。
【背景技术】
[0002]蓝宝石（Sapphire)是一种氧化铝（α-Α1203)的单晶。具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，可在高温的条件下工作。其独特的晶格结构使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/A1203发光二极管（LED)，大规模集成电路SOI和S0S及超导纳米结构薄月旲等最为理想的衬底材料。
[0003]现在主流的蓝宝石生长方法有泡生法，提拉法及热交换法和倒模法。而热交换法主要使用的是整体式钼坩埚，一般厚度在3.左右，使用石墨保温结构，保温性能好，能耗比泡生法低近一倍，且允许生长的尺寸比泡生法大。但是由于晶体生长的最后阶段是贴坩埚壁生长，所以需要破坏坩埚取出晶体。钼坩埚的生产成本较高，目前全球的钼主要来源于南美，钼坩埚占晶体生产的成本达到15% -30%左右，每次破坏钼坩埚取出晶体导致生产成本偏高不下。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种可重复使用、降低成本的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚。
[0005]本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0006]本实用新型提供的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚，其包括外坩埚和内坩埚，所述内坩埚设置在所述外坩埚内，所述内坩埚的底部外表面与所述外坩埚的底部内表面相接触，所述内坩埚的侧壁与所述外坩埚的侧壁之间设有一间隙，所述间隙内设有一加强筋支架，所述加强筋支架分别与所述外坩埚和内坩埚可拆式连接，其中，所述外坩埚为旋压钼坩埚，所述内坩埚采用钼片焊接而成。
[0007]进一步地，所述加强筋支架与所述内坩埚的接触面上还设有多个缺口，多个所述缺口沿所述加强筋支架的高度方向上等间距分布。
[0008]进一步地，所述加强筋支架的顶部高于所述外坩埚和内坩埚的最高点。
[0009]进一步地，所述内坩埚的底部和侧壁之间通过钼条焊接而成。
[0010]进一步地，所述外坩埚的直径为Φ200-Φ600πιπι，所述外坩埚的壁厚为3. 5-8mm，所述内坩埚的直径比外坩埚直径小1_50_，所述内坩埚的壁厚为0. 5-2_。
[0011]本实用新型的有益效果在于：通过内坩埚来生长蓝宝石晶体，而外坩埚和加强筋支架分别用于抗变形支撑和保证结构强度，蓝宝石晶体生长完成后，仅需要破坏壁厚较薄的由钼片焊接而成的内坩埚即可，外坩埚则可重复多次使用，其避免了对整个坩埚的破坏，降低了钼的使用量，进而有效地降低了生产成本。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本实用新型的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015]参阅图1所示，本实用新型的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚，其包括外坩埚1和内坩埚2,内坩埚2设置在外坩埚1内，内坩埚2的底部外表面与外坩埚1的底部内表面相接触，内坩埚2的侧壁与外坩埚1的侧壁之间设有一间隙3,间隙3内设有一加强筋支架4,加强筋支架4分别与外坩埚1和内坩埚2可拆式连接，其中，外坩埚1为旋压钼坩埚，内坩埚2采用钼片焊接而成。本实用新型通过内坩埚2来生长蓝宝石晶体，而外坩埚1和加强筋支架4分别用于抗变形支撑和保证结构强度，蓝宝石晶体生长完成后，仅需要破坏壁厚较薄的由钼片焊接而成的内坩埚2即可，外坩埚1则可重复多次使用，其避免了对整个坩埚的破坏，降低了钼的使用量，进而有效地降低了生产成本。
[0016]本实用新型中，为了降低加强筋支架4的平面度要求和加工难度，加强筋支架4与内坩埚2的接触面上还设有多个缺口 5,多个缺口 5沿加强筋支架4的高度方向上等间距分布。以及为了方便先取出加强筋支架4,再取出内坩埚2和蓝宝石晶体，加强筋支架4的顶部尚于外谢祸1和内谢祸2的最尚点。
[0017]具体的，内坩埚2的底部采用圆形钼片冲压成型，侧壁为桶装结构的钼片卷，因为内坩埚2的使用温度为2100摄氏度以上，所以对焊缝要求较高，必须采用特殊的焊接工艺，内坩埚2的底部和侧壁之间通过钼条焊接而成。另外，内坩埚2采用焊接方式制作比旋压方式降低了难度，从而也进一步降低了其生产成本。
[0018]优选的，外坩埚1的直径为Φ 200-Φ 600mm，外坩埚1的壁厚为3. 5-8mm，外坩埚1较大的壁厚使其具有较强的抗变型能力，能多次重复使用。内坩埚2的直径比外坩埚1直径小l-50mm，内坩埚2的壁厚为0· 5-2mm，内坩埚2较薄的壁厚，大大降低了钼的用量和生产成本。
[0019]以上，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
【主权项】
1.一种用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩祸，其特征在于:包括外坩祸(1)和内坩祸(2)，所述内坩祸(2)设置在所述外坩祸⑴内，所述内坩祸⑵的底部外表面与所述外坩祸(1)的底部内表面相接触，所述内坩祸(2)的侧壁与所述外坩祸(1)的侧壁之间设有一间隙(3)，所述间隙(3)内设有一加强筋支架(4)，所述加强筋支架(4)分别与所述外坩祸(1)和内坩祸(2)可拆式连接，其中，所述外坩祸(1)为旋压钼坩祸，所述内坩祸(2)采用钼片焊接而成。2.如权利要求1所述的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩祸，其特征在于:所述加强筋支架(4)与所述内坩祸(2)的接触面上还设有多个缺口(5)，多个所述缺口(5)沿所述加强筋支架(4)的高度方向上等间距分布。3.如权利要求2所述的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩祸，其特征在于:所述加强筋支架⑷的顶部高于所述外坩祸⑴和内坩祸⑵的最高点。4.如权利要求1所述的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩祸，其特征在于:所述内坩祸(2)的底部和侧壁之间通过钼条焊接而成。5.如权利要求4所述的用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩祸，其特征在于:所述外坩祸⑴的直径为Φ200-Φ600_，所述外坩祸⑴的壁厚为3.5-8_，所述内坩祸(2)的直径比外坩祸(1)直径小l_50mm，所述内坩祸⑵的壁厚为0.5_2mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于热交换法生长大尺寸蓝宝石的双层坩埚，其包括外坩埚和内坩埚，所述内坩埚设置在所述外坩埚内，所述内坩埚的底部外表面与所述外坩埚的底部内表面相接触，所述内坩埚的侧壁与所述外坩埚的侧壁之间设有一间隙，所述间隙内设有一加强筋支架，所述加强筋支架分别与所述外坩埚和内坩埚可拆式连接，其中，所述外坩埚为旋压钼坩埚，所述内坩埚采用钼片焊接而成。本实用新型仅需要破坏壁厚较薄的由钼片焊接而成的内坩埚即可，外坩埚则可重复多次使用，其避免了对整个坩埚的破坏，降低了钼的使用量，进而有效地降低了生产成本。
【IPC分类】C30B29/20, C30B35/00
【公开号】CN205062235
【申请号】CN201520780115
【发明人】季泳, 张龚磊
【申请人】贵阳嘉瑜光电科技咨询中心
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月10日