[發(fā)明專(zhuān)利]c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法及設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210147842.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102644113A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉海濱;方建雄;金啟源;周虹;金鎬辰;董新義
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州海鉑晶體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B29/20
• 分類(lèi)號(hào): C30B29/20;C30B11/00
• 代理公司: 蘇州慧通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32239
• 代理人: 丁秀華

1.一種c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法為：將c向籽晶和純度在99.999wt％以上的高純氧化鋁原料在真空環(huán)境中加熱，使高純氧化鋁原料開(kāi)始熔化，并使籽晶部分熔化，其后以0.1℃～2℃/h的速率緩慢降溫，將固液界面控制為曲面形態(tài)，且使曲面的頂點(diǎn)到達(dá)自由液面，而后提高降溫速率至0.2℃～5℃/h，使生長(zhǎng)好的具有曲面結(jié)構(gòu)的芯逐漸側(cè)向生長(zhǎng)，至熔體結(jié)晶結(jié)束，最后將生長(zhǎng)好的晶體以4℃～100℃/h的降溫速率冷卻至室溫，取出晶體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述真空環(huán)境是指氣壓在5Pa以下的封閉環(huán)境。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于，該方法中，在對(duì)c向籽晶和高純氧化鋁原料加熱的過(guò)程中，還同時(shí)對(duì)c向籽晶進(jìn)行冷卻，使籽晶保持部分熔化的狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述曲面結(jié)構(gòu)優(yōu)選為圓錐面、球冠形面或橢球冠形面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述圓錐面的母線與c面的夾角為10°～80°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：

所述籽晶為圓柱體結(jié)構(gòu)，其直徑為20mm～60mm，高度為10mm～50mm：

或者，所述籽晶為桶狀結(jié)構(gòu)，其外徑為40mm～150mm，內(nèi)徑為20mm～130mm，深度為10mm～500mm，高度為20mm～600mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述高純氧化鋁原料優(yōu)選自Al2O3粉料、Al2O3餅料、粒狀A(yù)l2O3及藍(lán)寶石碎晶中的任意一種或兩種以上的組合。

8.一種c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)設(shè)備，包括加熱腔體、環(huán)繞加熱腔體設(shè)置的加熱元件以及與加熱腔體連通的真空系統(tǒng)，其特征在于：

所述加熱元件內(nèi)壁底端至頂端與加熱腔體外壁之間的水平距離逐漸增大；

和/或，所述加熱腔體外壁上對(duì)應(yīng)于c向籽晶的裝載位置形成槽型結(jié)構(gòu)，所述槽型結(jié)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)連接；

和/或，所述加熱腔體上方還對(duì)稱(chēng)分布有復(fù)數(shù)傾斜設(shè)置的熱屏，且所述熱屏于水平面上的正投影至少部分與加熱腔體重合。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述加熱腔體為上端開(kāi)口的筒形結(jié)構(gòu)，所述加熱元件具有倒梯形橫截面。

10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的c取向藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，所述熱屏下端低于加熱腔體上端面，其上端沿徑向向內(nèi)傾斜。