[發明專利]一種方形藍寶石晶體的生長方法及設備

無效

• 申請號: 201210461724.7
• 申請日: 2012-11-15
• 公開（公告）號: CN103806101A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 鮑威爾·斯米爾諾夫;李東振;宗志遠;孫大偉;周健杰;劉一凡;吳勇
• 申請（專利權）人: 上海中電振華晶體技術有限公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B35/00;C30B17/00
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

1.一種方形藍寶石晶體的生長方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：將設定重量的高純氧化鋁塊料或粉料裝入方形坩堝中，然后將方形坩堝置于晶體生長爐內；

步驟S2：將晶體生長爐抽真空，使晶體生長爐內的真空度低于6×10^-3Pa；

步驟S3：通過加熱器控制晶體生長爐升溫至2000-2100℃，待氧化鋁原料熔化為熔體；

步驟S4：選用定向籽晶，將定向籽晶固定在坩堝的中心位置，保證定向籽晶c面平行于坩堝長邊對應的平面，確定溫度合適后開始引晶；

步驟S5：引晶結束后，以0.1~3mm/h的速度向上提拉籽晶，開始晶體生長；

步驟S6：長晶結束后，以10~50℃/h的速度緩慢降溫；

步驟S7：爐內溫度降至室溫后，取出方形晶體，切割并加工成所需尺寸的晶片。

2.根據權利要求1所述的方形藍寶石晶體的生長方法，其特征在于：

所述步驟S4中選用的定向籽晶為m向或a向。

3.根據權利要求1所述的方形藍寶石晶體的生長方法，其特征在于：

所述方形坩堝為正方形坩堝，步驟S4中，保證定向籽晶c面平行于坩堝任意一邊對應的平面。

4.根據權利要求1所述的方形藍寶石晶體的生長方法，其特征在于：

所述方法進一步包括，根據需要調節坩堝、加熱器的形狀，用以調節晶體橫截面的形狀。

5.一種方形藍寶石晶體的生長方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：將設定重量的高純氧化鋁塊料或粉料裝入方形坩堝中，然后將方形坩堝置于晶體生長爐內；

步驟S2：將晶體生長爐抽真空至設定真空度；

步驟S3：通過加熱器控制晶體生長爐升溫，使氧化鋁原料熔化為熔體；

步驟S4：選用定向籽晶，將定向籽晶固定在坩堝的中心位置，溫度合適后引晶；

步驟S5：引晶結束后，向上提拉籽晶，開始晶體生長；

步驟S6：長晶結束后，緩慢降溫；

步驟S7：爐內溫度降至設定溫度后，取出晶體，切割并加工成所需尺寸的晶片。

6.一種方形藍寶石晶體的生長設備，其特征在于：所述設備包括有晶體生長爐、抽真空裝置、熱場；

所述熱場包括加熱器、坩堝、坩堝蓋、熱屏；

所述加熱器置于晶體生長爐內，坩堝置于加熱器的中心位置，坩堝蓋置于坩堝頂部。

7.根據權利要求5所述的方形藍寶石晶體的生長設備，其特征在于：

所述坩堝為方形坩堝，坩堝的橫截面呈矩形；

或者，所述坩堝的橫截面為具有圓角的矩形，四個圓角的半徑在1~20mm。

8.根據權利要求5所述的方形藍寶石晶體的生長設備，其特征在于：

所述熱屏主要包括上熱屏和外熱屏；上熱屏置于坩堝上部，其橫截面形狀與坩堝相同；外熱屏置于加熱器外部，其形狀為圓形或方形；

所述加熱器、坩堝蓋的形狀為圓形或方形。

9.根據權利要求5所述的方形藍寶石晶體的生長設備，其特征在于：

所述加熱器材料為鎢；所述坩堝蓋及熱屏材料為鉬或鎢或銥或鉭，或者為鉬、鎢、銥、鉭中兩種或多種元素組成的合金。