CN107059115A - 一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法 - Google Patents

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    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
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Abstract

本发明具体涉及一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法。解决的技术问题是提供一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长过程中温度调控的方法。采用的技术方案为：一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法，在所使用的晶体生长炉内原加热器与侧反射屏的中央还设置有一圈螺距为5‑6cm螺旋加热钨丝，在加热化料的过程中，螺旋加热钨丝与原加热器同步；在引晶步骤完成后，控制螺旋加热钨丝的电压使其在原恒定温度的基础上进行温度波动，温度波动的幅度是±0.3‑0.5℃，完成一次温度波动循环的时间是5‑10s；该过程直到拉脱工艺结束，控制螺旋加热钨丝与原加热器一起降温。

Description

一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法
技术领域
本发明涉及蓝宝石晶体制备领域，具体涉及一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法。
背景技术
蓝宝石即为氧化铝单晶，具有优异的光学、机械、化学和电性能，在 0.19~5.5μm内具有较高的光学透过率，强度高、耐冲刷、耐腐蚀、耐高温，可在接近 2000℃高温的恶劣条件下工作，因此被广泛应用于科学技术、空间飞行器，高强度激光器的窗口，国防与民用工业、等电子技术的诸多领域，同时也成为了当下手机屏市场的首选材料。
随着相关应用领域技术的不断发展和产业规模的不断扩大，尤其 LED 照明方面对蓝宝石晶体的需求量越来越大，不但对蓝宝石单晶的内部质量（如气泡、位错密度、结晶完整性等特性）提出了更高的要求，也要求高品质蓝宝石单晶的制造成本更低。
生长出的高品质蓝宝石单晶不但与单晶炉结构设计密切相关，蓝宝石单晶的生长工艺（参数制定）的合理制定，同样是生长高品质、大尺寸蓝宝石单晶的必要条件。只有制定的生长工艺合理，才有可能生长出形状理想、内部缺陷少、成本低的高品质蓝宝石单晶。
传统泡生法生长出的蓝宝石单晶内部气泡较多，严重影响晶体的出材，尤其是大尺寸产品的出材。而无论是外延衬底材料还是手机屏市场方面，对大尺寸蓝宝石单晶产品的需求都更加迫切，大尺寸产品所占据的市场份额也快速增加。因此，为使蓝宝石产品同时拥有质量和价格优势，泡生法生长蓝宝石单晶的首要任务就是控制晶体内部的气泡。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长过程中温度调控的方法。
为了解决上述问题，采用的技术方案为：一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法，包括在大尺寸蓝宝石单晶生长炉内，完成装炉、抽真空、加热化料、辅助温度场调节、引晶、放肩、收肩、等径生长、拉脱、降温退火及出炉工艺过程，在传统工艺的基础上，本发明对晶体生长炉进行了一些调整，以适应本发明方法的实现，具体为：在所使用的晶体生长炉内，还设置有一圈螺旋加热钨丝，所述螺旋加热钨丝设置在晶体生长炉内原加热器与侧反射屏的中央，所述螺旋加热钨丝的螺距为5-6cm；所述螺旋加热钨丝单独控制加热。
具体的控制方法为：
在加热化料的过程中，螺旋加热钨丝与原加热器同步；在引晶步骤完成后，控制螺旋加热钨丝的电压使其在原恒定温度的基础上进行温度波动，温度波动的幅度是±0.3-0.5℃，完成一次温度波动循环的时间是5-10s；该过程直到拉脱工艺结束，控制螺旋加热钨丝与原加热器一起降温。
本发明具有如下有益效果：与传统工艺中尽量控制温度不产生波动的做法不同，发明人通过在原加热装置外加设螺旋加热钨丝的方式，能够在一定程度上提高加热速度。最主要的是，螺旋加热钨丝与原加热装置之间有一定距离，在这个距离内，一定频率和幅度的温度波动，并不会对晶体生长的稳定性造成明显的干扰，但是，却能明显的降低晶体内部气泡的含量，与未采用温度波动控制方法的产品相比，同等条件下气泡含量降低了30-40%，同时晶体生长速度也有一定提升，晶体生长总时间缩短了约半小时左右。
具体实施方式
下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法，在大尺寸蓝宝石单晶生长炉内，完成装炉、抽真空、加热化料、辅助温度场调节、引晶、放肩、收肩、等径生长、拉脱、降温退火及出炉工艺过程，所使用的晶体生长炉内，还设置有一圈螺旋加热钨丝，所述螺旋加热钨丝设置在晶体生长炉内原加热器与侧反射屏的中央，所述螺旋加热钨丝的螺距为5-6cm；所述螺旋加热钨丝单独控制加热；在加热化料的过程中，螺旋加热钨丝与原加热器同步；在引晶步骤完成后，控制螺旋加热钨丝的电压使其在原恒定温度的基础上进行温度波动，温度波动的幅度是±0.3-0.5℃，完成一次温度波动循环的时间是5-10s；该过程直到拉脱工艺结束，控制螺旋加热钨丝与原加热器一起降温。
本领域技术人员应理解，以上实施例仅是示例性实施例，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。

Claims (1)

1.一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法，在大尺寸蓝宝石单晶生长炉内，完成装炉、抽真空、加热化料、辅助温度场调节、引晶、放肩、收肩、等径生长、拉脱、降温退火及出炉工艺过程，其特征在于，所使用的晶体生长炉内，还设置有一圈螺旋加热钨丝，所述螺旋加热钨丝设置在晶体生长炉内原加热器与侧反射屏的中央，所述螺旋加热钨丝的螺距为5-6cm；所述螺旋加热钨丝单独控制加热；在加热化料的过程中，螺旋加热钨丝与原加热器同步；在引晶步骤完成后，控制螺旋加热钨丝的电压使其在原恒定温度的基础上进行温度波动，温度波动的幅度是±0.3-0.5℃，完成一次温度波动循环的时间是5-10s；该过程直到拉脱工艺结束，控制螺旋加热钨丝与原加热器一起降温。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102140675A (zh) * 2011-03-24 2011-08-03 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 泡生法制备大尺寸蓝宝石单晶的快速生长方法
CN102154698A (zh) * 2011-03-24 2011-08-17 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 泡生法制备大尺寸蓝宝石单晶过程中引晶形态的控制方法
CN102586866A (zh) * 2012-02-09 2012-07-18 上海施科特光电材料有限公司 在采用导模法生长片状蓝宝石过程中抑制气泡的方法
CN102634845A (zh) * 2012-02-07 2012-08-15 徐州协鑫光电科技有限公司 泡生法生长蓝宝石单晶体中的升温化料的方法及其应用
CN102691103A (zh) * 2012-06-14 2012-09-26 中国科学院半导体研究所 一种采用双重控制技术生长蓝宝石晶体的方法
CN102691098A (zh) * 2012-05-30 2012-09-26 苏州晶昇光电科技有限公司 泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法
CN102943303A (zh) * 2012-11-14 2013-02-27 上海施科特光电材料有限公司 在采用泡生法生长蓝宝石过程中抑制气泡的方法
CN103710745A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 南京晶升能源设备有限公司 85kg至120kg蓝宝石晶体生长自动化控制方法
CN103966661A (zh) * 2014-04-08 2014-08-06 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种泡生法制备蓝宝石单晶的生长方法
CN104073875A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 浙江特锐新能源有限公司 一种大尺寸蓝宝石晶体动态温度场制备方法
CN204080185U (zh) * 2014-09-23 2015-01-07 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种泡生法制备的蓝宝石单晶
CN104711676A (zh) * 2015-03-16 2015-06-17 内蒙古京晶光电科技有限公司 一种宝石单晶生长方法
CN104911709A (zh) * 2015-06-15 2015-09-16 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种80kg以上大尺寸蓝宝石单晶的生长方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102140675A (zh) * 2011-03-24 2011-08-03 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 泡生法制备大尺寸蓝宝石单晶的快速生长方法
CN102154698A (zh) * 2011-03-24 2011-08-17 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 泡生法制备大尺寸蓝宝石单晶过程中引晶形态的控制方法
CN102634845A (zh) * 2012-02-07 2012-08-15 徐州协鑫光电科技有限公司 泡生法生长蓝宝石单晶体中的升温化料的方法及其应用
CN102586866A (zh) * 2012-02-09 2012-07-18 上海施科特光电材料有限公司 在采用导模法生长片状蓝宝石过程中抑制气泡的方法
CN102691098A (zh) * 2012-05-30 2012-09-26 苏州晶昇光电科技有限公司 泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法
CN102691103A (zh) * 2012-06-14 2012-09-26 中国科学院半导体研究所 一种采用双重控制技术生长蓝宝石晶体的方法
CN102943303A (zh) * 2012-11-14 2013-02-27 上海施科特光电材料有限公司 在采用泡生法生长蓝宝石过程中抑制气泡的方法
CN104073875A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 浙江特锐新能源有限公司 一种大尺寸蓝宝石晶体动态温度场制备方法
CN103710745A (zh) * 2013-12-26 2014-04-09 南京晶升能源设备有限公司 85kg至120kg蓝宝石晶体生长自动化控制方法
CN103966661A (zh) * 2014-04-08 2014-08-06 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种泡生法制备蓝宝石单晶的生长方法
CN204080185U (zh) * 2014-09-23 2015-01-07 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种泡生法制备的蓝宝石单晶
CN104711676A (zh) * 2015-03-16 2015-06-17 内蒙古京晶光电科技有限公司 一种宝石单晶生长方法
CN104911709A (zh) * 2015-06-15 2015-09-16 哈尔滨奥瑞德光电技术股份有限公司 一种80kg以上大尺寸蓝宝石单晶的生长方法

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