CN104195628A - 特殊轴向需求之3c通讯装置蓝宝石单晶的生长方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种特殊轴向需求之3C通讯装置蓝宝石单晶的生长方法，步骤是：将蓝宝石原料放入长晶舟之中，长晶舟放在炉体中，炉体上安装加热器，长晶舟在炉体中移动至长晶舟的头部对应加热器，长晶舟的头部放入符合3C通讯装置所需之特殊轴向籽晶；打开真空泵抽气至工作环境；加热器升温至2050℃以上；籽晶开始微熔后，将长晶舟和炉体相对移动，使熔区沿着长晶舟由放籽晶的一端向另一端缓慢移动，蓝宝石原料随加热器缓慢移动而被加热熔化，熔化的原料与籽晶或已生长出的晶体依其原本之轴向持续生长，晶体生长过程逐渐完成；长晶后退火；退火完成后，关真空泵，压力回复；取出晶体。本发明可以降低成本，简化加工手续，並提高晶体利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝宝石单晶的生长方法，特指一种适用于3C通讯装置，具有特殊轴向之蓝宝石单晶的生长方法。
背景技术
目前市面常见的蓝宝石单晶体长晶法，包含泡生法、热交换法，皆存在长晶成本过高，对于3C通讯装置的蓝宝石屏幕需求发展造成极大的问题。因应3C通讯装置所需之蓝宝石屏幕需求发展，采用长晶成本低之水平区熔法来降低长晶成本。水平区熔法具有外形方正、生长周期短及低耗能的优势。外型方正易于加工，成长周期短及低耗能可降低生长成本。但因3C通讯装置所需之蓝宝石屏幕有其特殊之轴向，例如，虽使用A面，但其原本与A面垂直之C跟M面需旋转45度，而传统之水平区熔法无法藉由制程或设备的改善来直接生长所需的特殊轴向蓝宝石单晶，如图1所示是传统水平区熔法制出的蓝宝石单晶体，导致后续X光定位工序复杂，需依靠特殊治具才可进行加工，如图2和图3所示，需往上提一个角度，并用特殊治具固定住，接着再进行后续切割加工，加工困难度高，加工率较低，图3中圆圈部分为耗损区，这样造成高耗损率，生产成本也随之变高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特殊轴向需求之3C通讯装置蓝宝石单晶的生长方法，以降低成本，简化加工手续，並提高晶体利用率。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
特殊轴向需求之3C通讯装置蓝宝石单晶的生长方法，其步骤是：
第一步，将蓝宝石原料（料锭）放入长晶舟之中，将长晶舟放在炉体中，炉体上安装加热器，长晶舟在炉体中移动至长晶舟的头部对应加热器，长晶舟的头部放入符合3C通讯装置所需之特殊轴向籽晶；
第二步，打开真空泵抽气，直至真空值达其工作环境<7×10-5Pa；
第三步，加热器升温至2050℃以上，长晶师确认籽晶是否开始微熔；
第四步，籽晶开始微熔后，长晶师启动自动生长程序，将长晶舟和炉体相对移动，使长晶舟的熔区沿着长晶舟由放籽晶的一端向另一端缓慢移动，蓝宝石原料随加热器缓慢移动而被加热熔化，熔化的原料会与籽晶或已生长出的晶体依其原本之轴向持续生长，晶体生长过程也就逐渐完成；
第五步，整个长晶程序完成后，启动自动退火程序；
第六步，退火完成后，静置一段时间，依序关闭真空泵，并通入氩气(Ar)直至压力回复；
第七步，炉体压力回复后，取出晶体。
采用上述方案后，本发明改善传统的水平区熔法，研究使用特殊轴向之籽晶来生产所需之蓝宝石单晶，以达成降低成本、简化加工手续，并提高晶体利用率，突破传统的水平区熔法生长限制。
附图说明
图1是传统水平区熔法制出的蓝宝石单晶体结构示意图（X光定位前）；
图2是图1蓝宝石单晶体X光定位后示意图；
图3是图2的侧视图；
图4是本发明生长的蓝宝石单晶体结构示意图；
图5是图4的侧视图；
图6是本发明生长用籽晶结构示意图；
图7是图6的侧视图；
图8是本发明所用装置的结构示意图；
图9是本发明生长示意图；
图10是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图10所示，本发明揭示了一种特殊轴向需求之3C通讯装置蓝宝石单晶的生长方法，其步骤是：
第一步，将蓝宝石原料5（料锭）放入长晶舟之中，如图8所示，将长晶舟1放在炉体2中，炉体2上安装加热器3；
调节长晶舟1在炉体2中位置，移动至长晶舟1的头部对应加热器3，长晶舟1的头部放入符合3C通讯装置所需之特殊轴向籽晶4，如图6和图7所示，所谓特殊轴向是符合3C通讯装置所需的轴向，具体轴向由具体的3C通讯装置而定；
第二步，打开真空泵抽气，直至真空值达其工作环境<7×10-5Pa；
第三步，加热器升温至2050℃以上，长晶师确认籽晶是否开始微熔；
第四步，籽晶4开始微熔后，长晶师启动自动生长程序；
如图9所示，将长晶舟1和炉体2相对移动，使长晶舟1的熔区11沿着长晶舟1由放籽晶4的一端向另一端缓慢移动，蓝宝石原料5随加热器3缓慢移动而被加热熔化，熔化的原料会与籽晶4或已生长出的晶体依其原本之轴向持续生长，晶体生长过程也就逐渐完成；
第五步，整个长晶程序完成后，启动自动退火程序；
第六步，退火完成后，静置一段时间(12至24小时)，依序关闭真空泵，并通入氩气(Ar)直至压力回复；
第七步，炉体压力回复后，取出晶体，如图4和图5所示。
本发明采用改良式水平区熔法生产出的蓝宝石晶体，成品本身晶体之X光定位角度偏差在±0.5度之内，符合3C通讯装置所使用之蓝宝石单晶需求，定位简单，并达成降低成本简化加工手续，耗损率低，提高晶体利用率。
Claims (1)
1. 特殊轴向需求之3C通讯装置蓝宝石单晶的生长方法，其特征在于步骤是：
第一步，将蓝宝石原料放入长晶舟之中，将长晶舟放在炉体中，炉体上安装加热器，长晶舟在炉体中移动至长晶舟的头部对应加热器，长晶舟的头部放入符合3C通讯装置所需之特殊轴向籽晶；
第二步，打开真空泵抽气，直至真空值达其工作环境<7×10-5Pa；
第三步，加热器升温至2050℃以上，使籽晶开始微熔；
第四步，籽晶开始微熔后，将长晶舟和炉体相对移动，使长晶舟的熔区沿着长晶舟由放籽晶的一端向另一端缓慢移动，蓝宝石原料随加热器缓慢移动而被加热熔化，熔化的原料与籽晶或已生长出的晶体依其原本之轴向持续生长，晶体生长过程逐渐完成；
第五步，长晶后退火；
第六步，退火完成后，静置，依序关闭真空泵，并通入氩气直至压力回复；
第七步，炉体压力回复后，取出晶体。
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2014
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