[發明專利]一種大尺寸C軸藍寶石晶體動態溫度場制備方法

無效

• 申請號: 201310141063.4
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104120488A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 萬尤寶;劉嘉;李世香
• 申請（專利權）人: 浙江特銳新能源有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00;C30B29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種大尺寸C軸藍寶石晶體動態溫度場制備方法，其特征是晶體生長爐的發熱體包括位于坩堝（1）外側上部輔助發熱體（2）及其支架（3）和外側輔助發熱體（4）以及底下部主發熱體主發熱體（5）組成；輔助發熱體（2）和（4）以及主發熱體（5）分別由相應的溫度控制系統獨立控制功率；通過對這三個發熱體的功率進行獨立調控，在晶體生長過程之中利用動態溫度場技術，在晶體生長時的爐膛中形成獨特的溫度場，晶體生長主要步驟包括：

I???在原料熔化時，利用如下步驟驅趕熔體中的氣泡：（A）由底下主發熱體（5）獨立加熱，將坩堝中原料熔化，整個坩堝（1）內溫度高于熔點2050^OC，并恒溫10分鐘以初步驅趕熔體中的氣泡；（B）逐步降低底下主發熱體（5），開啟輔助發熱體（2），使上部熔體熔化，下部熔體凝固，并恒溫10分鐘，驅除上部熔體中的氣泡;（C）降低輔助發熱體(2)功率，升高主發熱體(4)功率，再次驅趕下部熔體中的氣泡;（D）重復步驟（B）和（C）直到氣泡驅趕完成；

II???逐步降低主發熱體(4)加熱功率，并升高輔助發熱體（2）功率，至熔體表面溫度為熔點，恒溫半小時；

III??將［0001］軸方向籽晶下將接觸熔體表面，開始下種，調節輔助發熱體（2），使籽晶不大也不小，恒溫10分鐘后，逐步降低調節輔助發熱體（2）功率，并以0.1-5mm/h提拉速度提拉籽晶，開始放肩生長；

IV??當生長的晶體將熔體表面覆蓋后，停止晶體的提拉，開啟輔助發熱體（4），并逐步降低輔助發熱體（2）加熱功率到完全停止，調節兩個輔助發熱體功率時要注意使晶體不長大也不縮小，當輔助發熱體（2）加熱功率到完全停止后，恒溫10分鐘；

V???以0.1-5mm/h速度提拉晶體，并逐步降低主發熱體（5）的加熱功率，實現晶體的等徑生長；

VI??當晶體生長完成后，逐步降低主發熱體（5）和輔助發熱體（4）的加熱功率，晶體原位退火至室溫，開爐獲得晶體。

2.如權利要求1所述的一種大尺寸C軸藍寶石晶體動態溫度場制備方法，其特征是所述溫度場調控特征分別為：

I??在原料化料階段，位于坩堝（1）底下部的主發熱體（5）發熱將原料熔化，實現坩堝（1）中軸向溫度由下到上由高到低梯度分布，整個坩堝（1）內溫度高于熔點2050^OC，以利于熔體（6）中氣泡的排除；

II??晶體放肩生長階段，位于坩堝（1）底下部的主發熱體（4）功率降低，輔助發熱體（2）功率升高，在坩堝（1）上部熔體（6）處形成以坩堝（1）中熔體（6）表面幾何中心為對稱中心的大徑向溫度梯度，梯度分布特征是熔體（6）表面幾何中心溫度低，坩堝（1）壁溫度高；

III??在晶體等徑生長過程中，逐步降低輔助發熱體（2）功率到完全關閉，同時逐步降低位于坩堝（1）底下部的主發熱體（5）功率，并相應調節壁外輔助發熱體（4）發熱功率，以保證坩堝（1）中熔體（6）在固液界面處為生長溫度2050^OC，并且使固液界面處徑向溫度梯度逐步向小梯度變化，使生長界面呈接近水平界面特征。

3.如權利要求1所述的一種大尺寸C軸藍寶石晶體動態溫度場制備方法，其特征是位于坩堝（1）外側上部的輔助發熱體（2）中鎢絲采用左右兩個部分并聯方式連接。