專利名稱：泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)。
背景技術：
現(xiàn)有的泡生法藍寶石晶體普遍的采用電壓控制、電流控制、功率控制等方式來控制藍寶石晶體生長。采用這些方式控制的對象，如電壓、電流，都受到很多外部的干擾，控制模型偏離理論的、有效的晶體生長狀況較大。功率控制模型在理論上較為接近晶體生長狀況，但仍然受到各方面的因素制約較多。譬如受傳感器的精度限制；電網(wǎng)電壓的過沖、波動干擾，電壓補償?shù)牟黄ヅ洹h(huán)境溫度變化等，會造成晶體生長部分階段的不可控性。溫度控制長晶，其目標是直指晶體生長所需溫度參數(shù)。模型更能接近理論的、有效的晶體生長狀況。依據(jù)泡生法藍寶石晶體生長的特性，只有在一些特定位置上進行溫度測量，以達成控制生長才最為有效。由于藍寶石晶體以及熔體對紅外波段的高透過性，目前還沒有紅外高溫計可以實現(xiàn)對2000度以上的藍寶石晶體以及熔體溫度的準確測量，因此控制就更難以實現(xiàn)。測溫一般只能將坩堝作為相對溫度點進行控制。測溫點的選擇也將非常的關鍵，由于高溫下，尤其在坩堝材料處于溫度梯度較大的情況下的坩堝材質(zhì)的晶粒會再結(jié)晶，長期使用晶粒會變的越來越大，這種情況下底部測溫點的高溫計的焦距、測溫表面的光潔度都會發(fā)生變化，控制過程中將變的很不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)，以有利于測溫點的穩(wěn)定以及測溫重復性好。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)，具有溫度測量裝置，在用以生長藍寶石晶體的爐體的周側(cè)壁上，設有由石英鏡片密封的穿透孔，穿透孔設置為，其中心軸線垂直對準爐體中坩堝的中心軸線以及坩堝的外周表面的母線的中點，溫度測量裝置為紅外高溫計，固定在爐體的周側(cè)壁的外側(cè)，并且紅外高溫計的瞄準器與穿透孔的中心軸線正對。優(yōu)選地，爐體的周側(cè)壁上還設有真空管，其中，在爐體的俯視面上，真空管的中心軸線與穿透孔的中心軸線之間成135°角。優(yōu)選地，爐體上還設有向爐中通入氬氣的管件，其中管件的氬氣出口朝向石英鏡片。優(yōu)選地，爐體的俯視面，為垂直于爐體的中心軸線的平面；真空管的中心軸線，垂直指向爐體的中心軸線。優(yōu)選地，所坩堝的中心軸線、與爐體的中心軸線平行或重合。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益技術效果在于將紅外高溫計設置為對坩堝的側(cè)面中心測溫，S卩，紅外高溫計設在晶體生長爐的外側(cè)，并且其紅外接收端對準坩堝的中心軸線以及坩堝的外側(cè)表面的母線的中點，由于坩堝的該位置處溫度梯度最低，有利于測溫點的穩(wěn)定以及測溫重復性好。采用以上述方式設置的紅外高溫計，更直觀地測量并反映出藍寶石晶體生長時的溫度及變化過程；直指晶體生長時的主參數(shù)溫度；符合晶體生長的理論模型；準確的反映出溫度的變化，掌握溫場梯度的參數(shù)等有效數(shù)據(jù)。另外，在生長藍寶石晶體時，由于金屬氣氛沉積在石英鏡片上形成薄膜遮擋石英鏡片，因此設置向爐體內(nèi)吹氬氣的管件，能夠使得石英鏡片保持潔凈，便于紅外高溫計的測量更準確。由于藍寶石生長過程的周期長，熱場的不穩(wěn)寶性高，本發(fā)明更有利于觀測、控制藍寶石晶體的生長的全過程。


圖1為本發(fā)明溫度控制系統(tǒng)的示意圖，以剖視圖方式示出了安裝在爐體側(cè)壁外側(cè)的紅外高溫計。圖2為圖1的俯視圖，示出了在爐體的俯視面上，穿透孔的中心軸線與真空管的中心軸線成135°角。
具體實施例方式以下參見附圖，描述本發(fā)明的具體實施方式
。參見圖1和圖2，本發(fā)明的泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)，具有溫度測量裝置，其中在用以生長藍寶石晶體的爐體2的周側(cè)壁上設有穿透孔3，穿透孔3由石英鏡片 6密封以形成石英視窗。將穿透孔3的中心軸線設置為，同時垂直對準爐體2中坩堝8的中心軸線以及坩堝8的外周表面的母線的中點。本發(fā)明中溫度測量裝置為紅外高溫計4，固定在爐體2的周側(cè)壁的外側(cè)，并且紅外高溫計4的瞄準器與穿透孔3的中心軸線正對。藉此， 本發(fā)明的將紅外高溫計設置為對坩堝的側(cè)面中心進行測溫，由于坩堝的該位置處溫度梯度最低，因此本發(fā)明有利于測溫點的穩(wěn)定以及測溫重復性好。繼續(xù)參見圖1和圖2，示出了在爐體2的周側(cè)壁上還設有真空管7，其中周側(cè)壁是相對于爐體2的底壁而言的，周側(cè)壁設置在底壁上圍成筒狀。在爐體2的俯視面(垂直于爐體2的中心軸線的平面)上，真空管7的中心軸線與穿透孔3的中心軸線之間成135° 角。圖1中還示出，真空管7的中心軸線設置為垂直指向爐體2的中心軸線。另外，在生長藍寶石晶體時，由于金屬氣氛沉積在石英鏡片上形成薄膜遮擋石英鏡片，因此爐體2上還設有向爐中通入氬氣的管件，管件的氬氣出口朝向石英鏡片6，能夠使得石英鏡片保持潔凈，這便于紅外高溫計的測量更準確。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)，具有溫度測量裝置，其特征在于在用以生長藍寶石晶體的爐體O)的周側(cè)壁上，設有由石英鏡片(6)密封的穿透孔⑶，其中，所述穿透孔(3)設置為，其中心軸線垂直對準所述爐體中坩堝(8)的中心軸線以及所述坩堝(8)的外周表面的母線的中點，其中，所述溫度測量裝置為紅外高溫計G)，固定在所述爐體O)的周側(cè)壁的外側(cè)，并且所述紅外高溫計的瞄準器與所述穿透孔(3)的中心軸線正對。
2.根據(jù)權利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述爐體( 的周側(cè)壁上還設有真空管(7)，其中，在所述爐體( 的俯視面上，所述真空管(7)的中心軸線與所述穿透孔(3)的中心軸線之間成135°角。
3.根據(jù)權利要求2所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述爐體( 上還設有向爐中通入氬氣的管件，其中所述管件的氬氣出口朝向所述石英鏡片(6)。
4.根據(jù)權利要求2-3中任一項所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于 所述爐體O)的俯視面，為垂直于所述爐體O)的中心軸線的平面； 所述真空管(7)的中心軸線，垂直指向所述爐體O)的中心軸線。
5.根據(jù)權利要求4所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述坩堝(8)的中心軸線、與所述爐體O)的中心軸線平行或重合。
全文摘要
一種泡生法藍寶石晶體生長的溫度控制系統(tǒng)，具有溫度測量裝置，在用以生長藍寶石晶體的爐體(2)的周側(cè)壁上，設有由石英鏡片(6)密封的穿透孔(3)，穿透孔(3)設置為，其中心軸線垂直對準爐體中坩堝(8)的中心軸線以及所述坩堝(8)的外周表面的母線的中點，溫度測量裝置為紅外高溫計(4)，固定在爐體(2)的周側(cè)壁的外側(cè)，并且紅外高溫計(4)的瞄準器與穿透孔(3)的中心軸線正對。以有利于測溫點的穩(wěn)定以及測溫重復性好。
文檔編號C30B15/20GK102286776SQ201110270350
公開日2011年12月21日 申請日期2011年9月1日 優(yōu)先權日2011年9月1日
發(fā)明者于旭東, 王平, 盛建明, 胡董成 申請人:江西同人電子材料有限公司