[發明專利]一種生長方形藍寶石的方法

無效

• 申請號: 201310424424.6
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN103451729A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張向鋒;賈寶申;陸玉龍;高培波;趙杰;江左林
• 申請（專利權）人: 無錫鼎晶光電科技有限公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B17/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 李廣

技術領域

本發明涉及寶石制造領域，尤其涉及一種生長方形藍寶石的方法。

背景技術

藍寶石晶體（俗稱剛玉）具有獨特、優良的物理化學性質，特別是在0.2~5.0μm波段內具有良好的透光性，可廣泛應用于紅外軍事裝備、衛星和空間技術等領域；并且，由于藍寶石晶體還具有電介質絕緣、恒定的介電常數等特性，成為應用最廣泛的襯底材料之一。

目前，藍寶石的生長方法主要有提拉法，倒模法，泡生法，熱交換法等。其中，泡生法為目前工業生產藍寶石晶體時最常用的方法，其特點是，在擴肩時的晶體直徑陡然變大并于生長中段出現腰部回融收縮，底部平滑過渡收尾，因此生長出的藍寶石晶體通常呈現梨形。

在實現本發明的過程中，發明人發現存在如下問題：由于泡生法生長藍寶石晶體最佳方向為A向生長，而晶棒的套取方向通常為C向，即從梨形晶錠圓周上垂直向下套取晶棒，受晶錠外形所限導致晶體利用率低；并且，現有生長梨形晶體的圓形坩堝熱場易在晶體上部形成氣泡富集區，從而降低晶錠的使用價值，推高長晶成本。

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發明內容

本發明的目的是提供一種生長長方形藍寶石的方法，減少了晶體上部形成的氣泡，并且提高晶體利用率。?

本發明實施例提供一種生長長方形藍寶石的方法，包括：

步驟101、加熱方形坩堝內的原料至熔化，調節電壓，使方形坩堝內熔體表面對流形態穩定，并使冷心偏離方形坩堝幾何中心位置；

步驟102、緩慢調節籽晶位置使其逐漸接近熔體液面，同時調節電壓，避免籽晶熔融，籽晶預熱，利用傳統提拉工藝，配合旋轉，根據結晶端部的擴展速率確定每次提拉高度，同時調節溫度，控制結晶端部的尺寸，最終結晶端部覆蓋冷心并開始放肩；

步驟103、晶體放肩至預定尺寸之后，稍稍升高電壓促使放肩完成，其后持續、緩慢降溫使得晶體逐漸生長成形，至生長末端時再升高電壓以使晶體生長順利收尾；

步驟104、降低電壓直至關閉電源，晶體在單晶爐內逐漸冷卻，長晶結束。

所述步驟101中，所述冷心與偏離方形坩堝幾何中心位置小于20mm。

所述步驟102中，籽晶預熱為在籽晶其下端與熔體液面2~10mm處預熱10～60?min。消除應力。

所述步驟102中，利用傳統提拉工藝，配合旋轉的轉速率為0.2~15rpm。

所述步驟104中，晶體在單晶爐內逐漸冷卻至200-300℃。

本發明實施例提供的生長長方形藍寶石的方法，采用方形坩堝，其熱場分布均勻穩定、制備出的晶體上部氣泡群較少，晶體利用率高，并且，生長方形晶體在晶體品質和利用率上均大幅超過梨形晶體，因此本發明有大幅度推廣并促使行業設備更行換代的潛能。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明實施例一提供的一種生長方形藍寶石的方法流程圖；

圖2為本發明實施例提供的一種生長方形藍寶石的坩堝結構示意圖。

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具體實施方式

為了解決現有技術用于生長方形藍寶石的方法制備出的晶體上部氣泡集群較多，晶體利用率低的問題，本發明實施例提供一種生長方形藍寶石的方法。

如圖1所示，本發明實施例提供的一種生長方形藍寶石的方法，該方法包括：

步驟101、加熱方形坩堝內的原料至熔化，調節電壓，使方形坩堝內熔體表面對流形態穩定，并使冷心與方形坩堝幾何中心位置偏離小于20mm。

在本實施例中，與生長梨形藍寶石晶體類似，利用泡生法制備藍寶石晶體，區別在于，采用方形坩堝進行制備。通過升高電壓，將方形坩堝內的原料熔化后，調節電壓，使方形坩堝內熔體表面對流形態穩定，并使冷心偏離方形坩堝幾何中心位置。優選地，使冷心與方形坩堝幾何中心位置偏離小于20mm。