[發(fā)明專利]單晶熒光體及晶體的制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110452316.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN113583674A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 照井達(dá)也
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: TDK株式會(huì)社
• 主分類號(hào): C09K11/80
• 分類號(hào): C09K11/80;C30B29/28;C30B15/08;C30B15/34
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;丁哲音

本發(fā)明提供一種能夠得到比較大的尺寸且更均勻的組成的晶體的晶體的制造方法和利用該制造方法得到的新型單晶熒光體。單晶熒光體具有由YAG或LuAG構(gòu)成的主成分和包含Ce、Pr、Sm、Eu、Tb、Dy、Tm及Yb中的至少一種元素的副成分。在單晶熒光體的橫截面中，副成分均勻分布的均勻濃度區(qū)域位于橫截面的中央部，相對(duì)于橫截面的截面積，均勻濃度區(qū)域的面積比例為35％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用例如微下拉法(以下稱為μ-PD法)等的晶體的制造方法和通過該方法得到的單晶熒光體。

背景技術(shù)

目前正在研究單晶熒光體作為使用了LED或激光的照明·投影儀用色調(diào)轉(zhuǎn)換材料的用途。在這些用途中，當(dāng)在單晶熒光體面內(nèi)產(chǎn)生亮度偏差、熒光色度偏差時(shí)，就得不到作為器件所需的特性。

熒光體通過用其他元素(添加劑/副成分)置換主體結(jié)構(gòu)晶體(主成分)的一部分元素，可得到熒光特性，但在單晶熒光體的情況下，在結(jié)晶生長(zhǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生添加劑的偏析，因此，會(huì)在結(jié)晶面內(nèi)產(chǎn)生添加劑濃度的分布，作為結(jié)果，產(chǎn)生亮度、熒光色度偏差。

有要利用μ-PD法來制造這種單晶熒光體的嘗試。在μ-PD法中，從坩堝的細(xì)孔流出的單晶材料的熔融液與配置于細(xì)孔下方的晶種接觸，在熔融液冷卻的同時(shí)，在晶種上生長(zhǎng)所期望的單晶。通過根據(jù)單晶的生長(zhǎng)速度下拉保持晶種的晶種保持件，能夠在晶種的下拉方向上生長(zhǎng)單晶。

作為μ-PD法中使用的坩堝，已知有例如下述專利文獻(xiàn)1所示的坩堝。在專利文獻(xiàn)1所示的坩堝中，嘗試著通過設(shè)計(jì)坩堝的外底面的形狀，或者增加細(xì)孔的數(shù)量，或者具備后加熱器等，來實(shí)現(xiàn)由晶種引出的熔液的溫度分布的均勻化，得到均勻組成的結(jié)晶。

但是，在使用了現(xiàn)有坩堝的晶體的制造方法中，難以充分地達(dá)成由晶種引出的熔液的溫度分布的均勻化，難以得到在橫截面中具有較大面積的均勻組成區(qū)域的晶體，特別是單晶熒光體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2005-35861號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明是鑒于這種實(shí)際狀況而完成的，其目的在于提供一種更均勻組成的晶體和能夠得到該晶體的晶體的制造方法。

用于解決技術(shù)問題的方案

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的晶體的制造方法具有如下的工序：

從坩堝的熔液貯存部將成為晶體原料的熔液導(dǎo)入模具流路的工序；

使導(dǎo)入到所述模具流路的熔液通過所述模具流路所具備的狹窄部的工序；

使所述熔液通過流路截面積從所述狹窄部向模具流出口擴(kuò)大的擴(kuò)展部的工序；

將通過了所述擴(kuò)展部的熔液從所述模具流出口與晶種一同下拉而使其結(jié)晶化的工序。

本發(fā)明者進(jìn)行深入研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使熔液從坩堝的熔液貯存部通過模具流路時(shí)，通過在模具流路的中途設(shè)置狹窄部，可實(shí)現(xiàn)由晶種引出的熔液的溫度分布的均勻化(特別是沿著與熔液的引出方向垂直的面的固液界面上的溫度分布的均勻化)，作為其結(jié)果，能夠得到在橫截面中具有較大面積的均勻組成區(qū)域的晶體、特別是單晶熒光體，從而完成了本發(fā)明。

優(yōu)選在所述模具流路上具有流路截面積沿著所述熔液的下拉方向從所述狹窄部向所述模具流出口擴(kuò)大的擴(kuò)展部。通過這樣構(gòu)成，由晶種引出的熔液的溫度分布的均勻化和得到的結(jié)晶組成的均勻化提高。

所述模具流路也可以具有所述貯存部流出口成為入口的導(dǎo)入部和與所述導(dǎo)入部連通的流路主體部，所述流路主體部的出口優(yōu)選為所述模具流出口。模具流路可以沒有導(dǎo)入部，也可以僅為流路主體部，但優(yōu)選有導(dǎo)入部。