[实用新型]一种晶体生长用加热器

说明书

本申请提供了一种晶体生长用加热器，包括长晶炉和加热装置；所述加热装置为鸟笼形结构，所述长晶炉设置于所述加热装置内部；所述加热装置包括第一U型加热棒、第二U型加热棒、第三U型加热棒、第一固定圈、第二固定圈、第三固定圈和第四固定圈；所述第二固定圈位于所述第一固定圈与所述第三固定圈之间；所述第一U型加热棒、所述第二U型加热棒和所述第三U型加热棒的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，三层U型加热棒的底部留有方形开口。本申请提供的晶体生长用加热器，通过三层U型加热棒，在长晶炉内提供存在不同温度区间的温度场，实现晶体不同区域生长速度不同，生长出取材率更高的晶体形状，提高蓝宝石晶体取材率。

技术领域

本申请涉及晶体生长装置技术领域领域，尤其涉及一种晶体生长用加热器。

背景技术

蓝宝石晶体是一种简单配位型氧化物晶体，具有优良的光学、力学、热学、电学性能和化学稳定性，是一种综合性能优良的技术晶体，广泛应用于微电子和光学领域，特别是作为高亮度GaN(氮化镓)基LED(Light Emitting Diode)的衬底材料。随着LED市场的迅速发展，要求生长出高质量、大尺寸、低成本、性能稳定的蓝宝石单晶，这就对蓝宝石单晶生长设备及技术提出了更高要求。

生长蓝宝石晶体的技术主要有直拉法、热交换法，温梯法，泡生法等。直拉法与温梯法主要生长100kg以下的晶体，热交换法生长的单晶外部易开裂，晶体易出现气泡、杂质坑及散射中心等缺陷。目前生长大尺寸蓝宝石主要使用泡生法，此种方法生长的晶体缺陷少、位错密度低。该方法通过加热器加热提供合适的温度，且生长前将籽晶牢牢固定于籽晶杆上，籽晶杆与热交换器中的工作流体直接接触，从而通过晶体、籽晶与热交换器之间形成一个热交换系统，在生长炉内形成上冷下热的温度梯度，促进蓝宝石单晶生长。

泡生法蓝宝石单晶生长工艺中长晶炉使用的加热器的同一水平面横向温度梯度与径向温度一致，从而生长出的晶体多为圆形结构。由于纵向长晶位错可在长晶过程中中断，从而可获得更高质量的蓝宝石。目前蓝宝石长晶普遍采用纵向生长，纵向生长需横向掏取晶圆棒，而圆形结构的晶体在掏取晶圆棒过程后，四周残余晶体废料较多，造成晶体取材率低。

综上所述，如何解决蓝宝石晶体取材率低，提高蓝宝石晶体取材率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种晶体生长用加热器，以解决蓝宝石晶体取材率低的问题。

其采用的具体技术方案是：

一种晶体生长用加热器，包括长晶炉和加热装置；

加热装置为鸟笼形中空结构，长晶炉设置于加热装置内部；

加热装置包括第一U型加热棒、第二U型加热棒、第三U型加热棒、第一固定圈、第二固定圈、第三固定圈和第四固定圈；

第二固定圈位于第一固定圈与第三固定圈之间；

第一U型加热棒底端连接第一固定圈，U型开口端连接第四固定圈；

第二U型加热棒底端连接第二固定圈，U型开口端连接第四固定圈；

第三U型加热棒底端连接第三固定圈，U型开口端连接第四固定圈；

第一U型加热棒底面与第三U型加热棒底面交叉放置，形成井字形结构；

第一U型加热棒、第二U型加热棒和第三U型加热棒的U型开口端在第四固定圈上形成完整圆周，底部留有方形开口；

第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径相同，第二U型加热棒的直径大于第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径。

进一步地，第一U型加热棒、第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径为5～8mm；

第二U型加热棒的直径比第一U型加热棒和第三U型加热棒的直径大1mm。