專利名稱：一種用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工晶體領(lǐng)域，具體地說(shuō)本發(fā)明涉及一種用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置。
背景技術(shù)：
已知的，人工晶體種類繁多，大致有太陽(yáng)能發(fā)電中使用的單晶硅、多晶娃，作為L(zhǎng)ED使用的藍(lán)寶石襯底材料等等；這些人工晶體在加工中，通常會(huì)使用坩堝進(jìn)行拉制，拉制過(guò)程中坩堝的加熱使用的是環(huán)繞坩堝的加熱套；常規(guī)的加熱套為上下具有交錯(cuò)豁口的環(huán)形結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置為敞口，下部設(shè)有至少兩個(gè)支座，每一支座分別連通電源的正極和負(fù)極，材質(zhì)為石墨、鎢、鑰、銅或其它導(dǎo)體，由于前述材質(zhì)制作中工藝要求或本體限制，豁口與加熱套之·間溫差很大，形成的熱場(chǎng)很不均衡，尤其是拉制大尺寸、高質(zhì)量的晶體是目前晶體生長(zhǎng)技術(shù)研究和應(yīng)用領(lǐng)域重要的發(fā)展趨勢(shì)。制約的要素就是溫場(chǎng)的控制。中國(guó)專利CN101323984A “專利名稱、一種大尺寸高熔點(diǎn)晶體生長(zhǎng)的加熱裝置及其制作方法；申請(qǐng)日、2008年07月23日；
公開(kāi)日、2008年12月17日”公開(kāi)了一種鳥(niǎo)籠狀加熱裝置，該裝置采用了多個(gè)上下對(duì)應(yīng)的銅環(huán)，在銅環(huán)與銅環(huán)之間插接鎢棒，最上部利用鎢棒折彎串聯(lián)形成多組串聯(lián)電路，不同組的鎢棒設(shè)置有高低層次，也就是分為上層、中層和下層，異面相互交錯(cuò)分布，形成上低下高、中央低兩側(cè)高型的溫場(chǎng)分布，然而整體的銅環(huán)使得使用中放置時(shí)下部不可能有脹縮，需要加熱裝置較近的靠近坩堝很困難，電極也只能設(shè)置為一組；另外使用鎢棒在。

發(fā)明內(nèi)容為了克服背景技術(shù)中的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，采用了多瓣的鳥(niǎo)籠形加熱形式，獲取了加熱裝置的較為均衡的溫場(chǎng)分布；尤其適用于大尺寸、高熔點(diǎn)晶體生長(zhǎng)的多溫區(qū)需求。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，包括加熱棒、串聯(lián)機(jī)構(gòu)、底座，由復(fù)數(shù)根加熱棒上部折彎形成“ Π ”形結(jié)構(gòu)，復(fù)數(shù)根加熱棒呈交錯(cuò)環(huán)形布局，所述環(huán)形布局加熱棒的下部連接至少兩個(gè)底座，所述底座由一個(gè)整圓均等份分割成至少兩個(gè)且至少兩個(gè)底座對(duì)接面之間設(shè)有間距，在環(huán)形布局加熱棒的中部設(shè)有與底座相同數(shù)量且相同結(jié)構(gòu)串聯(lián)相同加熱棒的串聯(lián)機(jī)構(gòu)使所述加熱棒形成鳥(niǎo)籠形結(jié)構(gòu)的加熱裝置，所述至少一個(gè)底座連接電極負(fù)極，其余的底座連接電極正極；或至少一個(gè)底座連接電極正極，其余的底座連接電極負(fù)極使鳥(niǎo)籠形加熱裝置形成電極經(jīng)由上部交匯的加熱電極布局。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，所述加熱棒、串聯(lián)機(jī)構(gòu)、底座材質(zhì)為鎢、鑰、銅中的任意一種或鎢、鑰、銅的任意組合。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，所述加熱棒、串聯(lián)機(jī)構(gòu)或底座中的任一材質(zhì)為鎢包裹鑰；或鑰包裹鎢；或鑰包裹銅；或銅包裹鎢；或由鎢、鑰、銅分為內(nèi)層、外層及其中部層的組合結(jié)構(gòu)。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，底座由雙半圓形成一個(gè)整圓形；或底座由三個(gè)三分之一圓形成一個(gè)整圓形；或四個(gè)第一四分之一底座、第二四分之一底座、第三四分之一底座和第四四分之一底座形成一個(gè)整圓形。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，在底座上設(shè)有倒錐形孔，加熱棒的兩下端分別設(shè)置為倒錐形頭，所述加熱棒的兩倒錐形頭與底座的倒錐形孔插接。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，所述加熱棒的兩倒錐形頭與底座的倒錐形孔插接后通過(guò)焊接形成一體。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，在復(fù)數(shù)根加熱棒的上部折彎面設(shè)置為上“凹”形面、上“M”形面或上平形面。
所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，所述復(fù)數(shù)根加熱棒的上“凹”形面設(shè)置在外圍且環(huán)形排列，復(fù)數(shù)根加熱棒的上“M”形面設(shè)置在中部且環(huán)形排列，復(fù)數(shù)根加熱棒的上平形面設(shè)置在內(nèi)圈且環(huán)形排列。所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，串聯(lián)機(jī)構(gòu)為至少兩個(gè)方形或圓形結(jié)構(gòu)棒體形成一個(gè)整圓形上分別打孔穿入加熱棒；或在加熱棒內(nèi)部設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒與加熱棒焊接形成內(nèi)串聯(lián)機(jī)構(gòu)；或在加熱棒外部設(shè)置至少兩個(gè)外護(hù)管或護(hù)棒且與加熱棒焊接形成外串聯(lián)機(jī)構(gòu)；或在加熱棒的內(nèi)、外部分別設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒、外護(hù)管或護(hù)棒且與加熱棒焊接形成串聯(lián)機(jī)構(gòu)。通過(guò)上述公開(kāi)內(nèi)容，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，采用了將鳥(niǎo)籠形加熱裝置由下端至上部的多瓣形鳥(niǎo)籠結(jié)構(gòu)，使得底座分別連接的電極正極和負(fù)極在上部交匯，獲取了加熱裝置的較為均衡的溫場(chǎng)分布；尤其適用于大尺寸、高熔點(diǎn)晶體生長(zhǎng)的多溫區(qū)需求，其中加熱棒的相互交錯(cuò)分布，有利于獲得穩(wěn)定而又均勻的溫場(chǎng)分布；本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)加熱效率大幅度提高，滿足了大尺寸晶體生長(zhǎng)的技術(shù)要求，獲取了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的小溫度梯度要求。

圖I是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的加熱棒與底座插接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的底座分為四個(gè)后與電源的正極負(fù)極連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的另一替換結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的底座分為三個(gè)后與電源的正極負(fù)極連接結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中1、上“凹”形面；2、上“M”形面；3、上平形面；4、第一護(hù)管或護(hù)棒；5、第二護(hù)管或護(hù)棒；5. I、內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒；5. 2、外護(hù)管或護(hù)棒；6、加熱棒；7、第三護(hù)管或護(hù)棒；8、第四護(hù)管或護(hù)棒；9、第五護(hù)管或護(hù)棒；10、底座；10. I、第一四分之一底座；10. 2、第二四分之一底座；10. 3、第三四分之一底座；10. 4、第四四分之一底座；11、倒錐形頭；12、倒錐形孔；
13、正極；14、負(fù)極。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明；下面的實(shí)施例并不是對(duì)于本發(fā)明的限定，僅作為支持實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式，在本發(fā)明所公開(kāi)的技術(shù)框架內(nèi)的任意等同結(jié)構(gòu)替換，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍；結(jié)合附圖I 5中給出的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，本發(fā)明附圖I中對(duì)于底座10給出了一種形式，也就是底座10由四個(gè)四分之一圓構(gòu)成；即第一四分之一底座10. I、第二四分之一底座10. 2、第三四分之一底座10. 3和第四四分之一底座10. 4 ;由前述四個(gè)四分之一圓形成一個(gè)整圓形，但四個(gè)四分之一圓形成的整圓相互之間留有間隔，對(duì)應(yīng)于四個(gè)四分之一圓形上部分別設(shè)置了串聯(lián)機(jī)構(gòu)，串聯(lián)機(jī)構(gòu)也就是四個(gè)四分之一圓形的第五護(hù)管或護(hù)棒9、第四護(hù)管或護(hù)棒8、第三護(hù)管或護(hù)棒7、第二護(hù)管或護(hù)棒5和第一護(hù)管或護(hù)棒4 ;復(fù)數(shù)根加熱棒6上部折彎形成“ Π ”形結(jié)構(gòu)，“ Π ”形結(jié)構(gòu)加熱棒6的上端面分別折彎為上“凹”形面I、上“M”形面2或上平形面3，然后將“Π”形結(jié)構(gòu)的加熱棒6的下部依次穿過(guò)第一護(hù)管或護(hù)棒4、第二護(hù)管或護(hù)棒5、第三護(hù)管或護(hù)棒7、第四護(hù)管或護(hù)棒8和第五護(hù)管或護(hù)棒9后，加熱棒6下端的倒錐形頭11與底座10上的倒錐形孔12插接并焊接形成一體的鳥(niǎo)籠形結(jié)構(gòu)，由于包括底座10、第五護(hù)管或護(hù)棒9、第四護(hù)管或護(hù)棒8、第三護(hù)管或護(hù)棒7、第二護(hù)管 或護(hù)棒5和第一護(hù)管或護(hù)棒4僅通過(guò)加熱棒6上部的上“凹”形面I、上“M”形面2和上平形面3串聯(lián)，形成復(fù)數(shù)根加熱棒6呈交錯(cuò)環(huán)形布局，也就是由下部至上分為四個(gè)四分之一半圓的鳥(niǎo)籠形結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述四個(gè)四分之一半圓的底座10便可分別連接電極，也就是電極正極13連接至少一個(gè)四分之一半圓的底座10,電極負(fù)極14連接另外四分之一半圓的底座10,使鳥(niǎo)籠形加熱裝置形成電極經(jīng)由加熱棒6上部交匯處的加熱電極布局，在鳥(niǎo)籠形加熱裝置上形成的熱場(chǎng)較為均衡。進(jìn)一步，所述復(fù)數(shù)根加熱棒6的上“凹”形面I設(shè)置在外圍且環(huán)形排列，復(fù)數(shù)根加熱棒6的上“M”形面2設(shè)置在中部且環(huán)形排列，復(fù)數(shù)根加熱棒6的上平形面3設(shè)置在內(nèi)圈且環(huán)形排列。進(jìn)一步，本發(fā)明為了更好地解釋串聯(lián)機(jī)構(gòu)，串聯(lián)機(jī)構(gòu)為四個(gè)方形或圓形結(jié)構(gòu)的折彎棒體，由四個(gè)折彎棒體形成一個(gè)整圓形，在整圓形上分別打孔后穿入“ Π ”形結(jié)構(gòu)的加熱棒6 “圖中未顯示方形或圓形結(jié)構(gòu)的折彎棒體形狀，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解棒體打孔是一種常規(guī)技術(shù)”;或在加熱棒6內(nèi)部設(shè)置四個(gè)內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒與加熱棒6焊接形成內(nèi)串聯(lián)機(jī)構(gòu)；或在加熱棒6外部設(shè)置至四個(gè)外護(hù)管或護(hù)棒且與加熱棒6焊接形成外串聯(lián)機(jī)構(gòu)；或在加熱棒6的內(nèi)、外部分別設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒、外護(hù)管或護(hù)棒且與加熱棒6焊接形成串聯(lián)機(jī)構(gòu)；在附圖I中，本發(fā)明給出了第二護(hù)管或護(hù)棒5的兩個(gè)附圖標(biāo)記，也就是內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒5. I和外護(hù)管或護(hù)棒5. 2，其它的護(hù)管或護(hù)棒與此相同，故而附圖未做標(biāo)示。在前述中本發(fā)明解釋的將底座10分為四個(gè)僅是其中一種實(shí)施方案，并不是對(duì)本發(fā)明的限定；本發(fā)明結(jié)合附圖3和5給出了將底座10分為四個(gè)和三個(gè)的方式，將底座10分為兩個(gè)或超過(guò)五個(gè)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。進(jìn)一步，所述加熱棒6、串聯(lián)機(jī)構(gòu)、底座10材質(zhì)為鎢、鑰、銅中的任意一種或鎢、鑰、銅的任意組合。進(jìn)一步，所述加熱棒6、串聯(lián)機(jī)構(gòu)或底座10中的任一材質(zhì)為鎢包裹鑰；或鑰包裹鎢；或鑰包裹銅；或銅包裹鎢；或由鎢、鑰、銅分為內(nèi)層、外層及其中部層的組合結(jié)構(gòu)。實(shí)施本發(fā)明所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，鑒于藍(lán)寶石晶體的熔點(diǎn)很高“熔點(diǎn)在2000度以上”，常規(guī)的材質(zhì)難以承受，所以選用鎢或鑰作為主要材料，底座10以及串聯(lián)機(jī)構(gòu)的分體設(shè)置，使得電流在鳥(niǎo)籠形加熱裝置分布較為均衡，其中相互串聯(lián)的加熱棒6確保了加熱電極的接入效果，從而在鳥(niǎo)籠形加熱裝置的四周形成等間距均勻的加熱方式。在生長(zhǎng)過(guò)程中坩堝放置在鳥(niǎo)籠形加熱裝置中央，從而保證了晶體生長(zhǎng)過(guò)程中坩堝溫場(chǎng)每一側(cè)面的均勻性和獲得上低下高的溫場(chǎng)均勻性。使用過(guò)程為己知技術(shù)的提拉法和泡生法晶體生長(zhǎng)工藝，本發(fā)明不予詳述。本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
為了公開(kāi)本發(fā)明的目的而在本文中選用的實(shí)施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實(shí)施例的所有變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，包括加熱棒￠)、串聯(lián)機(jī)構(gòu)、底座(10)，其特征是由復(fù)數(shù)根加熱棒(6)上部折彎形成“π”形結(jié)構(gòu)，復(fù)數(shù)根加熱棒(6)呈交錯(cuò)環(huán)形布局，所述環(huán)形布局加熱棒(6)的下部連接至少兩個(gè)底座(10)，所述底座(10)由一個(gè)整圓均等份分割成至少兩個(gè)且至少兩個(gè)底座(10)對(duì)接面之間設(shè)有間距，在環(huán)形布局加熱棒(6)的中部設(shè)有與底座(10)相同數(shù)量且相同結(jié)構(gòu)串聯(lián)相同加熱棒(6)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)使所述加熱棒(6)形成鳥(niǎo)籠形結(jié)構(gòu)的加熱裝置，所述至少一個(gè)底座(10)連接電極負(fù)極(14)，其余的底座(10)連接電極正極(13);或至少一個(gè)底座(10)連接電極正極(13)，其余的底座(10)連接電極負(fù)極(14)使鳥(niǎo)籠形加熱裝置形成電極經(jīng)由上部交匯的加熱電極布局。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是所述加熱棒(6)、串聯(lián)機(jī)構(gòu)、底座(10)材質(zhì)為鎢、鑰、銅中的任意一種或鎢、鑰、銅的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是所述加熱棒(6)、串聯(lián)機(jī)構(gòu)或底座(10)中的任一材質(zhì)為鶴包裹鑰；或鑰包裹鶴；或鑰包裹銅；或銅包裹鶴；或由鎢、鑰、銅分為內(nèi)層、外層及其中部層的組合結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是底座(10)由雙半圓形成一個(gè)整圓形；或底座(10)由三個(gè)三分之一圓形成一個(gè)整圓形；或四個(gè)第一四分之一底座(10. I)、第二四分之一底座(10. 2)、第三四分之一底座(10. 3)和第四四分之一底座(10.4)形成一個(gè)整圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是在底座(10)上設(shè)有倒錐形孔(12)，加熱棒￠)的兩下端分別設(shè)置為倒錐形頭(11)，所述加熱棒(6)的兩倒錐形頭(11)與底座(10)的倒錐形孔(12)插接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是所述加熱棒(6)的兩倒錐形頭(11)與底座(10)的倒錐形孔(12)插接后通過(guò)焊接形成一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是在復(fù)數(shù)根加熱棒(6)的上部折彎面設(shè)置為上“凹”形面(1)、上‘1”形面(2)或上平形面(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是所述復(fù)數(shù)根加熱棒(6)的上“凹”形面(I)設(shè)置在外圍且環(huán)形排列，復(fù)數(shù)根加熱棒￠)的上“M”形面(2)設(shè)置在中部且環(huán)形排列，復(fù)數(shù)根加熱棒￠)的上平形面(3)設(shè)置在內(nèi)圈且環(huán)形排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，其特征是串聯(lián)機(jī)構(gòu)為至少兩個(gè)方形或圓形結(jié)構(gòu)棒體形成一個(gè)整圓形上分別打孔穿入加熱棒￠);或在加熱棒(6)內(nèi)部設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒與加熱棒(6)焊接形成內(nèi)串聯(lián)機(jī)構(gòu)；或在加熱棒(6)外部設(shè)置至少兩個(gè)外護(hù)管或護(hù)棒且與加熱棒(6)焊接形成外串聯(lián)機(jī)構(gòu)；或在加熱棒(6)的內(nèi)、外部分別設(shè)置至少兩個(gè)內(nèi)護(hù)管或護(hù)棒、外護(hù)管或護(hù)棒且與加熱棒(6)焊接形成串聯(lián)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種用于晶體生長(zhǎng)的籠型加熱裝置，涉及人工晶體領(lǐng)域，復(fù)數(shù)根加熱棒(6)呈交錯(cuò)環(huán)形布局，所述環(huán)形布局加熱棒(6)的下部連接至少兩個(gè)底座(10)，所述底座(10)由一個(gè)整圓均等份分割成至少兩個(gè)且至少兩個(gè)底座(10)對(duì)接面之間設(shè)有間距，在環(huán)形布局加熱棒(6)的中部設(shè)有與底座(10)相同數(shù)量且相同結(jié)構(gòu)串聯(lián)相同加熱棒(6)的串聯(lián)機(jī)構(gòu)使所述加熱棒(6)形成鳥(niǎo)籠形結(jié)構(gòu)的加熱裝置，底座(10)連接電極負(fù)極(14)和電極正極(13)使鳥(niǎo)籠形加熱裝置形成電極經(jīng)由上部交匯的加熱電極布局；本發(fā)明采用了多瓣的鳥(niǎo)籠形加熱形式，獲取了加熱裝置的較為均衡的溫場(chǎng)分布；尤其適用于大尺寸、高熔點(diǎn)晶體生長(zhǎng)的多溫區(qū)需求。
文檔編號(hào)C30B15/14GK102936753SQ201210422409
公開(kāi)日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月13日
發(fā)明者劉朝軒, 王晨光 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)金諾機(jī)械工程有限公司