[發明專利]一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝

無效

• 申請號: 201410104117.4
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103849928A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 汪傳勇;錢梅仙;左然;于海群
• 申請（專利權）人: 江蘇蘇博瑞光電設備科技有限公司
• 主分類號: C30B15/34
• 分類號: C30B15/34;C30B29/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，包括以下步驟，

S01，藍寶石原料處理：將Al₂O₃料塊在800℃~1000℃保溫5小時~20小時氧化氣氛條件下烘干處理，將烘干后的Al₂O₃料塊裝入鉬制坩堝中并蓋好坩堝蓋；?

S02，裝爐：將籽晶塊和藍寶石晶片生長模具裝入鉬制坩堝中固定，將籽晶塊固定在籽晶夾上，隨后將鉬制坩堝放入鎢發熱體中，將石墨硬氈保溫罩空燒除塵后，套放在鎢發熱體外，籽晶固定后校正籽晶桿，使籽晶桿垂直于藍寶石晶片生長模具，并且籽晶桿位于藍寶石晶片生長模具正中間；

S03，抽真空及充氬氣：關上放氣閥和爐門，打開總電源，開啟真空泵進行抽真空，真空度達到3Pa?～10Pa時關閉真空設備，緩慢充氬氣至標準大氣壓；然后再次抽真空至3Pa?～10Pa，再次緩慢沖入氬氣至標準大氣壓；

S04，升溫：首先檢查晶體生長爐的控制閥門是否在閥門相應的位置，然后打開加熱電源開始分階段升溫；

S05，引晶及縮頸：待模具口的籽晶料粒熔化，過熱后將籽晶搖下，對籽晶進行烤晶后開始引晶，使籽晶塊與熔體充分熔接并向上提拉籽晶，籽晶被提拉到一定高度后，升高加熱功率，使已拉出的晶體緩慢變細實現籽晶縮頸；

S06，擴肩：步驟S05后，將籽晶桿提拉速率調至擴肩限定速度，通過擴肩降溫使晶體沿著籽晶從模具中間向上緩慢生長；

S07，等徑生長：擴肩結束后，進行等徑生長，提高拉速，在溫場穩定的情況下，等徑生長時的加熱功率和提拉速率保持不變；

S08，降溫：等晶體完全脫離模具口時停止提拉，開始降溫，待加熱功率降到降溫功率限定范圍時，關閉加熱電源。

2.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述籽晶塊包括籽晶桿連接端、籽晶本體和模具接觸端，所述籽晶桿連接端垂直設置在籽晶本體上表面，所述模具接觸端設置在籽晶本體下表面，所述模具接觸端背離籽晶本體的一端為楔形。

3.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述鉬制坩堝包括鉬坩堝堝體、坩堝蓋，所述鉬坩堝堝體為長方形堝體，所述坩堝蓋設置有模具孔，所述藍寶石晶片生長模具設置在模具孔中；

所述石墨硬氈保溫罩包括石墨保溫氈，所述石墨保溫氈為與所述鉬坩堝鍋體相適應的殼體，所述石墨保溫氈的高度高于鉬坩堝鍋體，所述石墨保溫氈的側面設置有觀察口，所述觀察口與籽晶塊、藍寶石晶片生長模具口的接觸處相對且水平位置一致；

所述鎢發熱體為與所述鉬制坩堝相適應的長方形筒式鎢發熱體。

4.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述藍寶石晶片生長模具為新式間夾并排式模具，包括若干片狀夾片，所述片狀夾片之間設置有縫隙。

5.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述步驟S04晶體生長爐閥門包括冷卻水進水閥、冷卻水出水閥、氬氣流量閥、手動放氣閥和安全泄壓閥。

6.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述步驟S04中分階段升溫包括五個步驟進行，每個步驟間隔10分鐘至20分鐘，第一步驟加熱功率范圍為0?kW~8kW、第二步驟加熱功率范圍為8?kW~16?kW、第三步驟加熱功率范圍為16?kW~20?kW、第四步驟加熱功率范圍為20?kW~24?kW、第五步驟加熱功率范圍為24?kW~26?kW，后續手動緩慢升溫至料化。

7.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述步驟S06擴肩限定速度為5?mm/h?~10mm/h，所述步驟S07等徑生長的長晶過程中拉速的最大拉速為Vmax<45mm/h，所述S08中降溫功率限定范圍為小于10W。

8.根據權利要求1所述的一種多片式導模法藍寶石晶片生長工藝，其特征在于，所述擴肩降溫包括以下步驟，擴肩是一個降溫過程，以每10分鐘~20分鐘降低100W~200W的速率降溫，使晶體沿著籽晶從模具中間向兩邊緩慢生長，擴肩時的角度范圍為90°~120°。