[發(fā)明專利]藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210262668.4
• 申請(qǐng)日: 2012-07-26
• 公開（公告）號(hào): CN102899717A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭晚錫;金大淵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社KCC
• 主分類號(hào): C30B15/00
• 分類號(hào): C30B15/00;C30B29/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 謝順星;張晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，尤其涉及一種能夠減少晶種替換的工序時(shí)間的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石是具有六方晶系結(jié)構(gòu)的氧化鋁（Al₂O₃）的單晶。藍(lán)寶石單晶在發(fā)光二極管（LED）制造時(shí)用作基板。藍(lán)寶石單晶制造方法有提拉法（czochralski?method：以下簡(jiǎn)稱CZ法）、火焰熔融法（verneuil?method）、泡生法（kyropoulos?method）、導(dǎo)模法（EFG法，Edge-Defined?Film-Fed?Growth）、HEM法（heat?exchanger?method，熱交換法）等。其中，CZ法可實(shí)現(xiàn)單晶的大型化，容易調(diào)節(jié)溫度梯度，從而能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的單晶，并且在制造C面基板時(shí)能夠防止浪費(fèi)原料，因此是非常有效的方法。并且，近年來為了提高LED制造時(shí)的生產(chǎn)性能并減少制造單價(jià)，基板的直徑正在變大，而在這種趨勢(shì)下利用CZ法的藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)同樣具有很多優(yōu)點(diǎn)。

圖1為示出了利用現(xiàn)有技術(shù)的CZ法的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置10的圖。如圖1所示，位于由隔熱材料構(gòu)成的坩堝收容容器11的內(nèi)部的坩堝12中填充有氧化鋁，高頻線圈14加熱坩堝12。通過坩堝12的熱，氧化鋁熔融而形成氧化鋁熔液13。提升棒15的下端連接晶種16，接觸氧化鋁熔液13后，一邊旋轉(zhuǎn)一邊緩緩提升，從而生長(zhǎng)藍(lán)寶石單晶17。此時(shí)，氧化鋁熔液13中需要形成對(duì)流現(xiàn)象，而為了觀察熔液13的對(duì)流現(xiàn)象，使用CCD攝像機(jī)（電荷耦合攝像機(jī)）（未示出）。

但是，由于CCD攝像機(jī)的位置、過濾器、縮放等，有時(shí)也不能準(zhǔn)確觀察到對(duì)流現(xiàn)象。由此，會(huì)發(fā)生高頻線圈14的輸出持續(xù)增加，使得藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置10的內(nèi)部溫度也隨之提高，從而會(huì)發(fā)生晶種16熔化變短或在提升棒15的下端完全消失的情況。最終，導(dǎo)致無法進(jìn)行藍(lán)寶石單晶17的生長(zhǎng)，因此需要在提升棒15的下端替換并連接新晶種16。為此，需要使高頻線圈10的輸出值達(dá)到0，并使其自然冷卻。接著，在提升棒15的下端連接晶種16。當(dāng)再次增加高頻線圈14的輸出值時(shí)，高頻線圈14加熱坩堝12。即，為了替換晶種來生長(zhǎng)藍(lán)寶石單晶，需要變化高頻線圈的輸出，這需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。因此，存在以下問題，在晶種替換方面需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。并且，坩堝或坩堝收容容器被反復(fù)冷卻或再加熱而變形，由此還具有壽命減少的問題。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于提供一種容易進(jìn)行設(shè)置在晶種桿上的晶種替換，能夠減少替換晶種所需時(shí)間的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置。

并且，本發(fā)明的目的還在于提供一種能夠減少因反復(fù)冷卻和再加熱引起的坩堝或坩堝收容容器的變形并能夠延長(zhǎng)坩堝或坩堝收容容器壽命的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置。

技術(shù)方案

本發(fā)明公開了一種藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，其為在氧化鋁熔液中接觸晶種后使其上升，從而使藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，其特征為，所述藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置包括：第一腔室（所述第一腔室的上面形成有插入口），其容納氧化鋁，所述氧化鋁在其中熔融；第二腔室，其設(shè)置在所述第一腔室的上部，以與所述第一腔室的插入口接通；晶種桿（所述晶種桿的終端設(shè)置有所述晶種），其通過所述第二腔室下降至所述第一腔室內(nèi)，或從所述第一腔室上升；以及腔室阻隔部，其設(shè)置在所述第二腔室的下端，開閉所述插入口，為了替換所述晶種，當(dāng)所述晶種桿的終端上升并位于所述第二腔室的內(nèi)部時(shí)，所述腔室阻隔部關(guān)閉所述插入口。

本發(fā)明還公開了一種藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，其特征為，所述第一腔室包括：坩堝收容容器，其位于所述第一腔室的內(nèi)部；坩堝，其位于所述坩堝收容容器的內(nèi)部并裝有所述氧化鋁；以及加熱部，其被配置為包圍所述坩堝收容容器，并使所述氧化鋁熔融而形成所述氧化鋁熔液。

并且，本發(fā)明還公開了一種藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，其特征為，所述第二腔室包括氣體管線，所述氣體管線從所述第二腔室的外周面延長(zhǎng)，并向所述第二腔室的內(nèi)部注入可控氣氛（controlled?atmosphere）。

并且，本發(fā)明還公開了一種藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，其特征為，所述坩堝收容容器由隔熱材料構(gòu)成。

并且，本發(fā)明還公開了一種藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)裝置，其特征為，所述加熱部為高頻線圈。

有益效果