[發(fā)明專利]大尺寸藍(lán)寶石單晶的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210028306.9
• 申請(qǐng)日: 2012-02-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102560623A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉世杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州億晶光電科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B15/00
• 分類號(hào): C30B15/00;C30B29/20
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所 32211
• 代理人: 周祥生;尹麗

1.一種大尺寸藍(lán)寶石單晶的制備方法包括如下步驟：

第一步，準(zhǔn)備工作：

(1)將純度為99.996％的高純氧化鋁原料裝入單晶爐坩堝內(nèi)，在籽晶桿上安裝好方籽晶，關(guān)閉單晶爐蓋，啟動(dòng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；

(2)啟動(dòng)真空系統(tǒng)，使?fàn)t內(nèi)壓力達(dá)到10^-4Pa；

(3)啟動(dòng)加熱系統(tǒng)，調(diào)節(jié)加熱電壓，加熱升溫，使原料全部熔化，在2152℃～2155℃溫度條件下保溫1-2小時(shí)，保溫結(jié)束后調(diào)節(jié)加熱電壓降溫至2058℃，觀察熔體液面狀態(tài)，熔體內(nèi)冷心位置與坩堝幾何中心相對(duì)偏差小于5mm；

(4)啟動(dòng)輔助調(diào)溫系統(tǒng)，調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度場(chǎng)，使熔體內(nèi)冷心位置與坩堝幾何中心位置重合；

第二步，烘烤籽晶：以2-15mm/分鐘速度調(diào)低籽晶桿高度，使籽晶下端逐漸接近液面，在液面以上2-3mm處烘烤籽晶，使籽晶下端溫度逐漸升高接近熔體表面溫度；

第三步，引晶：調(diào)節(jié)加熱電壓，使坩堝內(nèi)熔體的溫度保持在2052℃～2055℃之間，籽晶桿下端面的溫度為2050℃，籽晶桿下端面向上的溫度場(chǎng)梯度為：每提高1厘米溫度下降0.2℃，以2-10轉(zhuǎn)/分鐘的速度旋轉(zhuǎn)籽晶桿，當(dāng)部分熔體開(kāi)始在籽晶周圍結(jié)晶，緩慢擴(kuò)放成晶盤，待晶盤穩(wěn)定后，籽晶桿以0.1-3mm/分鐘的速度向上提拉，進(jìn)行等直徑收縮引晶，在拉晶過(guò)程中籽晶桿為變速旋轉(zhuǎn)，開(kāi)始引晶的旋轉(zhuǎn)速度2-10轉(zhuǎn)/分鐘，然后以80-100min/轉(zhuǎn)的速率將籽晶桿轉(zhuǎn)速降至0.1-1轉(zhuǎn)/分鐘，按此工藝要求完成引晶。