发明名称 长晶炉之加热器配置
摘要 一种用于生长大量晶体之炉,其包含复数个别生长站及第一与第二加热器矩阵。每一个别生长站具有一坩埚与一绝缘容器,绝缘容器大体上围绕坩埚,且将坩埚与其他个别生长站热隔离。第一与第二加热器矩阵各包含至少二电并联的腿部,且每一腿部具有至少二串联的电阻加热器,每一个别生长站具有在第一加热器矩阵中之至少一电阻加热器,以及在关联于彼的第二加热器矩阵中之至少一电阻加热器。第一加热器矩阵的电阻加热器位在坩埚上方,且较佳为可以在坩埚顶部提供一均匀的温度。第二加热器矩阵的电阻加热器较佳为位在坩埚下方,且较佳为可以在坩埚底部提供一温度梯度。
申请公布号 TW500840 申请公布日期 2002.09.01
申请号 TW089112820 申请日期 2000.08.09
申请人 ACTI光学工程公司 发明人 约翰D 舒普;大卫T 贺斯特
分类号 C30B15/00;C30B15/14 主分类号 C30B15/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种长晶炉之加热器配置,包括: 复数个别生长站,各站具有一坩埚; 一第一加热器矩阵,其包含至少二电串联或并联的 电阻加热器,每一个别生长站具有至少一与彼关联 且位在该坩埚附近之该电阻加热器;及 一连接到第一加热器矩阵的电源。2.如申请专利 范围第1项之加热器配置,其中该电阻加热器位在 该坩埚下方。3.如申请专利范围第2项之加热器配 置,其中该电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热 梯度。4.如申请专利范围第3项之加热器配置,其中 该电阻加热器包括电阻材料片,其被切削,以界定 具有电阻以获得所欲加热量之电流动路径,该流动 路径具有面积改变之剖切区段,以获得该热梯度。 5.如申请专利范围第1项之加热器配置,其中该电阻 加热器位在该坩埚上方。6.如申请专利范围第5项 之加热器配置,其中该电阻加热器可以在该坩埚顶 部提供一均匀的热环境。7.如申请专利范围第6项 之加热器配置,其中该电阻加热器包括电阻材料片 ,其被切削,以界定具有预定电阻以获得所欲热环 境之电流动路径,该流动路径具有大体上恒定面积 之剖切区段,以获得该均匀的热环境。8.如申请专 利范围第1项之加热器配置,其中该第一加热器矩 阵包含至少二电串联之该电阻加热器的至少二腿 部,且该腿部是电并联。9.如申请专利范围第1项之 加热器配置,其中该电阻加热器可以为该个别生长 站提供类似的热环境。10.如申请专利范围第1项之 加热器配置,其中该电阻加热器可以为该个别生长 站提供不同的热环境。11.如申请专利范围第1项之 加热器配置,其又包括一第二加热器矩阵,其包含 至少二电串联或并联的电阻加热器,其中该第二加 热器矩阵与该第一加热器分离,且每一该个别生长 站具有与彼相关联且位在该坩埚附近之该第二加 热器矩阵的至少一该电阻加热器。12.如申请专利 范围第11项之加热器配置,其中该第二加热器矩阵 的电阻加热器位在该坩埚下方。13.如申请专利范 围第12项之加热器配置,其中该第二加热器矩阵的 电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热梯度。14. 如申请专利范围第12项之加热器配置,其中该第一 加热器矩阵的电阻加热器位在该坩埚上方。15.如 申请专利范围第14项之加热器配置,其中该第二加 热器矩阵的电阻加热器可以在该坩埚底部提供一 热梯度。16.如申请专利范围第15项之加热器配置, 其中该第一加热器矩阵的电阻加热器可以在该坩 埚顶部提供一均匀的热环境。17.如申请专利范围 第11项之加热器配置,其中该第一加热器矩阵的电 阻加热器可以在该坩埚顶部提供一均匀的热环境 。18.如申请专利范围第11项之加热器配置,其中该 第二加热器矩阵包含至少二电串联之该电阻加热 器的至少二腿部,且该腿部是电并联。19.如申请专 利范围第11项之加热器配置,其又包括一连接到第 二加热器矩阵的第二电源。20.如申请专利范围第1 项之加热器配置,其中该个别生长站各具有一绝缘 容器,其大体上围绕该坩埚,且将该坩埚与其他个 别生长站实质上热隔离。21.如申请专利范围第1项 之加热器配置,其中该电阻加热器包括电阻材料片 ,其被切削,以界定具有预定电阻以获得所欲热环 境之电流动路径。22.如申请专利范围第4项之加热 器配置,其中该加热器又包括: 复数在流动路径中的弯曲处,及 至少一槽延伸件,其自该至少一槽延伸进入弯曲处 之一,槽延伸件的作用是减少在弯曲处之流动路径 的剖面积,藉以限制流动路径且增加在弯曲处之流 动路径的电阻。23.如申请专利范围第1项之加热器 配置,其中至少一该电阻加热器具有一外径,且对 应坩埚之一底表面具有一外径,电阻加热器的外径 与坩埚底表面的外径之比至少为1.2。24.一种长晶 炉,包括: 复数个别生长站,各站具有一坩埚; 一第一加热器矩阵,其包含至少二电串联或并联的 电阻加热器,每一个别生长站具有至少一与彼关联 且位在该坩埚附近之该电阻加热器;及 一连接到第一加热器矩阵的电源。25.如申请专利 范围第24项之长晶炉,其中该电阻加热器位在该坩 埚下方。26.如申请专利范围第25项之长晶炉,其中 该电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热梯度。 27.如申请专利范围第26项之长晶炉,其中该电阻加 热器包括电阻材料片,其被切削,以界定具有预定 电阻以获得所欲热环境之电流动路径,该流动路径 具有面积改变之剖切区段,以获得该热梯度。28.如 申请专利范围第27项之长晶炉,其中该加热器又包 括: 复数在流动路径中的弯曲处,及 至少一槽延伸件,其自该至少一槽延伸进入弯曲处 之一,槽延伸件的作用是减少在弯曲处之流动路径 的剖面积,藉以限制流动路径且增加在弯曲处之流 动路径的电阻。29.如申请专利范围第24项之长晶 炉,其中至少一该电阻加热器具有一外径,且对应 坩埚之一底表面具有一外径,电阻加热器的外径与 坩埚底表面的外径之比至少为1.2。30.如申请专利 范围第24项之长晶炉,其中该电阻加热器位在该坩 埚上方。31.如申请专利范围第30项之长晶炉,其中 该电阻加热器可以在该坩埚顶部提供一均匀的热 环境。32.如申请专利范围第31项之长晶炉,其中该 电阻加热器包括电阻材料片,其被切削,以界定具 有预定电阻以获得所欲热环境之电流动路径,该流 动路径具有大体上恒定面积之剖切区段,以获得该 均匀的热环境。33.如申请专利范围第24项之长晶 炉,其中该第一加热器矩阵包含至少二串联之该电 阻加热器的至少二腿部,且该腿部是电并联。34.如 申请专利范围第24项之长晶炉,其中该电阻加热器 可以为该个别生长站提供类似的热环境。35.如申 请专利范围第24项之长晶炉,其中该电阻加热器可 以为该个别生长站提供不同的热环境。36.如申请 专利范围第24项之长晶炉,其又包括一第二加热器 矩阵,其包含至少二电串联或并联的电阻加热器, 其中该第二加热器矩阵与该第一加热器分离,且每 一该个别生长站具有与彼关联且位在该坩埚附近 之该第二加热器矩阵的至少一该电阻加热器。37. 如申请专利范围第36项之长晶炉,其中该第二加热 器矩阵的电阻加热器位在该坩埚下方。38.如申请 专利范围第37项之长晶炉,其中该第二加热器矩阵 的电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热梯度。 39.如申请专利范围第37项之长晶炉,其中该第一加 热器矩阵的电阻加热器位在该坩埚上方。40.如申 请专利范围第39项之长晶炉,其中该第二加热器矩 阵的电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热梯度 。41.如申请专利范围第40项之长晶炉,其中该第一 加热器矩阵的电阻加热器可以在该坩埚顶部提供 一均匀的热环境。42.如申请专利范围第36项之长 晶炉,其中该第一加热器矩阵的电阻加热器可以在 该坩埚顶部提供一均匀的热环境。43.如申请专利 范围第36项之长晶炉,其中该第二加热器矩阵包含 至少二电串联之该电阻加热器的至少二腿部,且该 腿部是电并联。44.如申请专利范围第36项之长晶 炉,其又包括一连接到第二加热器矩阵的第二单一 电源。45.如申请专利范围第24项之长晶炉,其中该 个别生长站各具有一绝缘容器,其大体上围绕该坩 埚,且将该坩埚与其他个别生长站实质上热隔离。 46.如申请专利范围第24项之长晶炉,其中该电阻加 热器包括电阻材料片,其被切削,以界定具有预定 电阻以获得所欲热环境之电流动路径。47.一种长 晶炉之加热器配置,包括: 复数个别生长站,各站具有一坩埚; 一第一加热器矩阵,其包含至少二电并联的腿部, 每一该腿部具有至少二电串联的电阻加热器,每一 该个别生长站具有至少一与彼相关联且位在该坩 埚附近之该第一加热器矩阵的电阻加热器;及 一第二加热器矩阵,其包含至少二电并联的腿部, 每一该腿部具有至少二电串联的电阻加热器,该第 二加热器矩阵与该第一加热器分离,且每一该个别 生长站具有与彼相关联且位在该坩埚附近之该第 二加热器矩阵的至少一该电阻加热器。48.如申请 专利范围第47项之加热器配置,其中该第二加热器 矩阵的电阻加热器位在该坩埚下方。49.如申请专 利范围第48项之加热器配置,其中该第二加热器矩 阵的电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热梯度 。50.如申请专利范围第49项之加热器配置,其中该 电阻加热器包括电阻材料片,其被切削,以界定具 有预定电阻以获得所欲热环境之电流动路径,该流 动路径具有面积改变之剖切区段,以获得该热梯度 。51.如申请专利范围第50项之加热器配置,其中该 加热器又包括: 复数在流动路径中的弯曲处,及 至少一槽延伸件,其自该至少一槽延伸进入弯曲处 之一,槽延伸件的作用是减少在弯曲处之流动路径 的剖面积,藉以限制流动路径且增加在弯曲处之流 动路径的电阻。52.如申请专利范围第47项之加热 器配置,其中至少一该电阻加热器具有一外径,且 对应坩埚之一底表面具有一外径,电阻加热器的外 径与坩埚底表面的外径之比至少为1.2。53.如申请 专利范围第48项之加热器配置,其中该第一加热器 矩阵的电阻加热器位在该坩埚上方。54.如申请专 利范围第53项之加热器配置,其中该第二加热器矩 阵的电阻加热器可以在该坩埚底部提供一热梯度 。55.如申请专利范围第54项之加热器配置,其中该 第一加热器矩阵的电阻加热器可以在该坩埚顶部 提供一均匀的热环境。56.如申请专利范围第47项 之加热器配置,其中该第一加热器矩阵的电阻加热 器可以在该坩埚顶部提供一均匀的热环境。57.如 申请专利范围第56项之加热器配置,其中该电阻加 热器包括电阻材料片,其被切削,以界定具有预定 电阻以获得所欲热环境之电流动路径,该流动路径 具有大体上恒定面积之剖切区段,以获得该均匀的 热环境。58.如申请专利范围第47项之加热器配置, 其中该第一与第二加热器矩阵可以为该个别生长 站提供类似的热环境。59.如申请专利范围第47项 之加热器配置,其中该第一与第二加热器矩阵可以 为该个别生长站提供不同的热环境。60.如申请专 利范围第47项之加热器配置,其又包括个别连接到 该第一与第二加热器矩阵之分离的第一与第二单 一电源。61.如申请专利范围第47项之加热器配置, 其中该个别生长站各具有一绝缘容器,其大体上围 绕该坩埚,且将该坩埚与其他个别生长站实质上热 隔离。62.如申请专利范围第47项之加热器配置,其 中该第一与第二加热器矩阵的该电阻加热器包括 电阻材料片,其被切削,以界定具有预定电阻以获 得所欲热环境之电流动路径。63.一种长晶炉之加 热器配置,包括: 复数个别生长站,各站具有一坩埚与一绝缘容器, 绝缘容器大体上围绕该坩埚,且将该坩埚与其他个 别生长站实质上热隔离; 一第一加热器矩阵,其包含至少二电并联的腿部, 每一该腿部具有至少二电串联的电阻加热器,每一 该个别生长站具有至少一与彼相关联之该第一加 热器矩阵的电阻加热器,该第一加热器矩阵的电阻 加热器位在该坩埚上方,且可以在该坩埚顶部提供 一均匀的温度;及 一第二加热器矩阵,其包含至少二电并联的腿部, 每一该腿部具有至少二电串联的电阻加热器,该第 二加热器矩阵与该第一加热器分离,且每一该个别 生长站具有与彼相关联之该第二加热器矩阵的至 少一该电阻加热器,该第二加热器矩阵的电阻加热 器位在该坩埚下方,且可以在该坩埚底部提供一温 度梯度;及 一连接到该第一与第二加热器矩阵的电源。64.如 申请专利范围第63项之加热器配置,其中该电源包 括分离的第一与第二电源,用于分别地连接到该第 一与第二加热器矩阵。65.如申请专利范围第63项 之加热器配置,其中该第一与第二加热器矩阵的该 电阻加热器包括电阻材料片,其被切削,以界定具 有预定电阻以获得所欲热环境之电流动路径。66. 如申请专利范围第65项之加热器配置,其中该加热 器又包括: 复数在流动路径中的弯曲处,及 至少一槽延伸件,其自该至少一槽延伸进入弯曲处 之一,槽延伸件的作用是减少在弯曲处之流动路径 的剖面积,藉以限制流动路径且增加在弯曲处之流 动路径的电阻。67.如申请专利范围第66项之加热 器配置,其中至少一该电阻加热器具有一外径,且 对应坩埚之一底表面具有一外径,电阻加热器的外 径与坩埚底表面的外径之比至少为1.2。68.一种长 晶炉之电阻加热器,电阻加热器位在一坩埚下方, 且可以在该坩埚之一底表面提供一热梯度,电阻加 热器包括: 一电阻材料片, 至少一在电阻片中的槽,其界定一电流动路径,流 动路径具有预定电阻以获得所欲热环境,该流动路 径具有面积改变之剖切区段,以获得该热梯度, 复数在流动路径中的弯曲处,及 至少一槽延伸件,其自该至少一槽延伸进入弯曲处 之一,槽延伸件的作用是减少在弯曲处之流动路径 的剖面积,藉以限制流动路径且增加在弯曲处之流 动路径的电阻。69.如申请专利范围第68项之电阻 加热器,其中流动路径的剖面积藉由改变流动路径 的宽度而改变。70.如申请专利范围第68项之电阻 加热器,其中剖面积藉由改变加热器的厚度而改变 。71.如申请专利范围第68项之电阻加热器,其中电 阻加热器具有一外径,且坩埚之底表面具有一外径 ,电阻加热器的外径与坩埚底表面的外径之比至少 为1.2。72.如申请专利范围第68项之电阻加热器,其 中将电阻加热器修改,以致于温度梯度在加热器之 半径上具有一实质上均匀的温度改变,其在每寸12 ℃至每寸15℃之间。73.如申请专利范围第68项之电 阻加热器,其中将电阻加热器修改,以致于加热器 的温度梯度在坩埚之一底表面的半径上产生一实 质上均匀的温度改变,其在每寸5.5℃至每寸7.5℃之 间。74.如申请专利范围第68项之电阻加热器,其中 流动路径之一最外半环形区段的宽度约为流动路 径之一最内半环形区段的宽度之半。75.如申请专 利范围第68项之电阻加热器,其中复数弯曲处之至 少一弯曲处连接在区段末端的流动路径之二半环 形区段,弯曲处的宽度约等于二区段之宽度总和的 一半除以1.79。76.如申请专利范围第68项之电阻加 热器,其中复数弯曲处之至少一弯曲处连接沿着区 段圆周的流动路径之二半环形区段,弯曲处的宽度 约等于二区段之宽度总和除以1.79。77.如申请专利 范围第71项之电阻加热器,其又包含一位在坩埚上 方的顶电阻加热器,顶加热器的外径与坩埚顶表面 的外径之比至少为1.2。图式简单说明: 图1是一依据本发明的长晶炉透视图,其具有复数 个别生长站,用于产生大量的大晶体,为了清晰起 见,将诸如真空室的部件移除; 图2是图1之长晶炉的透视图,为了清晰显示一加热 器矩阵,将诸如坩埚的其他部件移除; 图3是图2的配置之一上电阻加热器平面视图; 图4是图2的配置之一下电阻加热器平面视图; 图5是图1的长晶炉之一坩埚的放大剖视图; 图6是一依据本发明第二实施例的长晶炉透视图, 其具有复数个别生长站,用于产生大量的大晶体, 为了清晰起见,将诸如真空室的部件移除; 图7是一依据本发明第三实施例的长晶炉透视图, 其具有复数个别生长站,用于产生大量的大晶体, 为了清晰显示一加热器矩阵,将诸如真空室与坩埚 的部件移除; 图8是一依据本发明第四实施例的长晶炉透视图, 其具有复数个别生长站,用于产生大量的大晶体, 为了清晰显示一加热器配置,将诸如真空室与坩埚 的部件移除; 图9是一类似于图3与4的平面视图,但显示一替代的 加热器腿部。 图10是类似于图5之放大剖视图,但显示一替代的底 部加热器。 图11是图10所示底部加热器的详图。 图12是平视图,显示一替代的底部加热器。 图13是图12之底部加热器之一部分的详图。
地址 美国