CN110491774B - 一种蓝宝石衬底的表面处理方法及其使用的坩埚 - Google Patents

一种蓝宝石衬底的表面处理方法及其使用的坩埚 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蓝宝石衬底的表面处理方法及其使用的坩埚，所述方法将蓝宝石衬底置于坩埚上，之后进行退火处理，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，本发明所述方法控制所述蓝宝石衬底与坩埚的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％，使得退火处理的过程中热量和气流在蓝宝石衬底表面的分布更加均匀，从而获得表面原子级台阶的蓝宝石衬底，且本发明所述方法的重复性高，同时，本发明还提供了一种用于蓝宝石衬底表面处理的坩埚，所述坩埚包括一端为开口端的柱形壳体，所述开口端用于放置蓝宝石衬底，使得蓝宝石衬底的表面处理过程处理效果及效率更高。

Description

一种蓝宝石衬底的表面处理方法及其使用的坩埚
技术领域
本发明涉及半导体材料外延生长领域，尤其涉及一种蓝宝石衬底的表面处理方法及其使用的坩埚。
背景技术
蓝宝石晶体为六方晶系，与氮化镓、氧化锌等同为六方晶系的半导体材料，其晶格失配率低，并且由于生产技术成熟，结晶质量稳定、高温稳定性好，能适应高温生长环境、机械强度高等优点，迅速成为外延生长的衬底材料。
在半导体材料外延技术方面，衬底处理是材料生长的关键因素。外延时，需要衬底表面晶面与生长层之间存在相应的外延关系，衬底不同的晶面会形成不同晶面甚至不同晶相的生长层，所以衬底表面处理是外延生长高质量半导体材料的必要条件之一。但蓝宝石衬底在切片过程中，由于机械误差，总会引入一定的斜切角，使得制得的表面包含多种晶面，不利于外延生长。而衬底的原子级台阶表面，不仅平整，而且台面处具有单一晶面，为材料外延提供良好的外延关系。
因此，将蓝宝石衬底多种晶面混杂的表面转变为原子级台阶的表面是提高外延质量的关键因素。
传统的蓝宝石衬底的表面处理方法一般包括将蓝宝石衬底经有机清洗和无机酸清洗，之后置于坩埚内，在空气气氛下进行退火处理；上述处理方法仅适用于蓝宝石衬底尺寸小于等于5cm2衬底，当衬底尺寸较大时，其得到的衬底表面台面杂乱，无法满足外延生长的需求，同时无机酸清洗通常会不可避免的引入新的污染物及不确定因素，降低衬底处理的稳定性。且在无机酸清洗时通常需要高温处理(160℃)，其需要大量的时间来加热溶液，不仅危险，而且费时费力，效率低，同时，采用空气作为退火气氛，不利于蓝宝石衬底表面原子级台阶的生成。
综上所述，开发一种适用于大尺寸蓝宝石衬底表面处理生成原子级台阶的方法仍具有重要意义。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供了一种蓝宝石衬底的表面处理方法及其使用的坩埚，所述方法将蓝宝石衬底置于坩埚上，之后进行退火处理，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，本发明所述方法控制所述蓝宝石衬底与坩埚的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％，使得退火处理的过程中热量和气流在蓝宝石衬底表面的分布更加均匀，从而获得表面原子级台阶的蓝宝石衬底，且本发明所述方法的重复性高。
本发明所述大尺寸的含义是衬底直径为3英寸及以下。
第一方面，本发明提供了一种大尺寸蓝宝石衬底的表面处理方法，所述方法包括将蓝宝石衬底置于坩埚上，之后退火处理，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底与坩埚的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％。
优选地，所述蓝宝石衬底的尺寸为直径3英寸及以下，优选为2-3英寸。
传统的蓝宝石衬底的表面处理方法仅适用于小尺寸(直径一英寸以下)的蓝宝石衬底的表面处理，本发明所述方法能适用大尺寸的蓝宝石衬底的表面处理，尤其适用于直径为2-3英寸的蓝宝石衬底的表面生成原子级台阶的处理。
优选地，所述蓝宝石衬底为C面蓝宝石衬底。
优选地，所述蓝宝石衬底进行退火处理前还包括将蓝宝石衬底进行清洗。
优选地，所述清洗包括有机清洗和去离子水清洗。
优选地，所述有机清洗的清洗剂包括丙酮、异丙醇和酒精。
优选地，所述清洗的方法包括将蓝宝石衬底依次用丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，例如6min、7min、8min或9min等。
优选地，所述清洗后还包括用氮气将清洗后的蓝宝石衬底吹干。
优选地，所述蓝宝石衬底的平面平行于水平面。
优选地，所述蓝宝石衬底为单面抛光，所述抛光的单面不与坩埚接触。
本发明所述蓝宝石衬底与坩埚的接触应使得蓝宝石衬底的重心稳定，例如采用方舟形坩埚时，可将蓝宝石衬底置于坩埚边缘上。
优选地，所述坩埚与蓝宝石衬底间为线面接触。
优选地，所述退火处理在氧气气氛下进行。
优选地，所述氧气气氛为流动的氧气。
优选地，所述氧气气氛的气压为标准大气压的1-1.5倍，例如1.1、1.2、1.3或1.4等。
优选地，所述氧气的流速为60-80sccm，例如63sccm、65sccm、67sccm、69sccm、71sccm、73sccm、75sccm、77sccm或79sccm等。
优选地，所述退火处理的温度为1100-1400℃，例如1150℃、1200℃、1250℃、1300℃或1350℃等。
优选地，所述退火处理的时间为3-5h，例如3.5h、4h或4.5h等。
优选地，所述退火处理在管式炉中进行。
优选地，所述蓝宝石衬底与管式炉的炉壁间的距离为0.5-1cm，例如0.6cm、0.7cm、0.8cm或0.9cm等。
本发明通过控制蓝宝石衬底与管式炉炉壁间的距离，使得到达蓝宝石衬底表面的热量和气流更加均匀。上述蓝宝石衬底与管式炉的炉壁间的距离指的是蓝宝石衬底距离管式炉的最近处的距离，即蓝宝石衬底边缘处距离炉壁最近处的距离。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将蓝宝石衬底依次经丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，利用氮气吹干蓝宝石衬底的表面；
(2)将吹干后的蓝宝石衬底水平置于坩埚上，所述坩埚与蓝宝石衬底间的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％，之后在氧气气氛下，1100-1400℃下退火处理3-5h，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，所述氧气的流速为60-80sccm，氧气气氛的气压为标准大气压的1-1.5倍。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的方法采用的坩埚，所述坩埚包括柱形壳体1，所述柱形壳体的一端为开口端10，所述开口端用于放置蓝宝石衬底。
采用传统坩埚进行本发明所述蓝宝石衬底的处理过程，通常存在蓝宝石衬底不易放置及操作过程易滑落的问题，本发明所述坩埚采用一端开口的柱形壳体，其更有利于蓝宝石衬底的放置，从而提高处理效率。
优选地，所述坩埚包括托盘2，所述柱形壳体1上与开口端10相对的一端与托盘2连接。
优选地，所述托盘2为圆形托盘。
本发明所述托盘的形状为圆形，其有利于在管式炉中顺畅的取放坩埚，同时防止蓝宝石衬底在柱形壳体开口端的滑动。
优选地，所述托盘2为平面结构。
优选地，所述柱形壳体1的端面的形状为正方形。
优选地，所述柱形壳体1的壁厚为0.1-0.2cm，例如0.15cm、0.17cm或0.19cm等。
优选地，所述与托盘2连接的柱形壳体1的一端的端面的面心与圆形托盘的圆心重合。
优选地，所述坩埚还包含限位机构，所述限位机构用来限制蓝宝石衬底沿与开口端10平面相平行的方向的移动。
本发明所述限位机构用于限制放置在柱形壳体的开口端的蓝宝石衬底沿水平方向的位置，从而防止坩埚移动过程中蓝宝石衬底发生移动或掉落，其能明显提高蓝宝石衬底的处理效率。
优选地，所述限位机构包括环设在开口端一周的支柱3。
本发明所述设置在开口端一周的支柱，所述支柱能防止圆形的蓝宝石衬底沿与开口端平面平行的方向移动，从而防止其在坩埚的移动过程中发生掉落。
优选地，所述支柱3的根数≥4根，例如6根、8根、10根或12根等。
为防止支柱对通过蓝宝石衬底表面的氧气气流的影响，所述支柱选择为细长结构，从而保证氧气气流通过支柱时，产生的阻力较小，确保氧气气流均匀流过衬底。
优选地，所述支柱3为圆柱体结构，所述圆柱体的长径比为8-10，例如8.5、9或9.5等，优选为8.5-9.5，进一步优选为9，所述圆柱体截面的直径为0.15cm-0.25cm，例如0.18cm、0.2cm或0.22cm等，优选为0.2cm。
优选地，所述支柱3为条形结构，所述条形结构的截面为矩形，所述截面的长为0.35-0.45cm，优选为0.4cm，所述矩形的宽为0.15-0.25cm，优选为0.2cm。
优选地，所述条形结构的截面的短边与其相对的柱形壳体的外壁相平行。
此处所述截面指的是垂直于条形结构的延伸方向的截面。
本发明所述支柱采用圆柱体结构，并限定圆柱体的长径比为8-10；其更有利于减少支柱对氧气气流流动的影响，减少阻力，从而优化蓝宝石衬底的表面处理结果，其尤其适用于大尺寸的蓝宝石衬底的表面处理。
本发明所述支柱采用条形结构时，控制其截面为矩形，并限定矩形的长边为0.35-0.45cm，短边为0.15-0.25cm，本发明采用上述条形结构的支柱能最大程度减少支柱对气流的干扰，从而在提高处理效率的同时，优化处理效果。
优选地，所述支柱3垂直于托盘2设置，本发明所述支柱垂直于托盘设置，其有利于减少支柱对气流产生的影响，从而优化蓝宝石衬底的表面处理结果。
优选地，所述坩埚还包括底座4，所述支柱3包括自由端30和固定端31，所述固定端31连接在底座4上。
优选地，所述底座4的个数与所述支柱3的根数相同，所述底座4间隔设置在柱形壳体1的一周。
优选地，所述支柱3穿过所述开口端10所处的平面。
本发明所述支柱穿过所述开口端所处的平面，从而达到所述托盘水平放置时，所述支柱的自由端高于所述开口端平面，所述支柱的固定端低于所述开口端的平面，从而使得支柱对气流的干扰达到最小。
优选地，任意两根支柱3与所述开口端10所处的平面相交的截面的形心距离开口端10的面心的距离相同。
优选地，任意两根支柱3与所述开口端10所处的平面相交的截面的形心与开口端10的面心形成的夹角均相等。
本发明所述面的形心即为截面的几何图形的中心。
本发明所述方案在柱形壳体的开口端的一周设置支柱，为达到限制蓝宝石衬底沿与开口端的平面相平行的方向的移动，所述支柱穿过所述柱形壳体开口端所处的平面，从而保证使用过程中，当托盘水平放置时，支柱的自由端高出柱形壳体的开口端，支柱的固定端低于柱形壳体的开口端，从而达到既限制蓝宝石衬底沿与开口端平面平行的方向的移动，又减少支柱对通过蓝宝石衬底的气流的干扰，从而优化蓝宝石衬底的表面处理结果。
优选地，所述底座4连接在托盘2上，所述底座4与所述柱形壳体1的外侧壁连接，所述底座4、托盘2和柱形壳体1间形成通道5。
本发明所述底座与托盘及柱形壳体均连接，且在三者间形成通道，所述通道可方便在管式炉中取放坩埚。可通过管式炉炉钩钩住所述底座、托盘和柱形壳体间形成的通道，从而方便坩埚在管式炉中的移动。
优选地，所述坩埚的材质为氧化铝材质。
优选地，所述氧化铝的纯度＞99.5％，例如99.6％、99.7％、99.8％或99.9％等。
本发明所述坩埚的材质选为纯度＞99.5％的氧化铝，其可避免退火处理的过程中对蓝宝石衬底造成污染。
本发明所述坩埚的使用方法包括将托盘2水平放置，将蓝宝石衬底6置于柱形壳体1的开口端10，使得蓝宝石衬底6平行于水平方向，所述支柱3位于蓝宝石衬底6的一周，从而达到防止在坩埚的移动过程中，蓝宝石衬底沿水平方向掉落；所述底座4、柱形壳体1和托盘2形成的通道5，所述通道5使得在坩埚的使用过程中方便利用管式炉的炉钩进行取放。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述蓝宝石衬底的表面处理方法通过控制退火处理的过程中蓝宝石衬底与坩埚的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％，从而优化退火处理的过程中蓝宝石衬底表面的受热均匀性及气流的均匀性，从而使得所述方法适用于衬底尺寸为直径2-3英寸的蓝宝石衬底的表面处理，解决了大尺寸蓝宝石衬底表面处理生成原子级台阶的问题；
(2)本发明所述蓝宝石衬底的表面处理方法的处理过程中无需进行酸清洗，从而避免了酸清洗过程会引入沾污的风险，避免蓝宝石衬底表面处理过程的污染；
(3)本发明所述方法的处理过程简单，重复性好；
(4)本发明所述坩埚相较于传统坩埚，其具有更高的处理效率。
附图说明
图1是本发明所述的坩埚的正视图；
图2是本发明所述的坩埚的俯视图；
图3是本发明所述的蓝宝石衬底在坩埚的开口端的放置位置的示意图；
图4是本发明实施例1中蓝宝石衬底在坩埚上的放置位置示意图；
图5是本发明具体实施方式部分未经表面处理的蓝宝石衬底的表面形貌图；
图6是本发明实施例1制备得到的表面为原子级台阶的蓝宝石衬底的表面形貌图；
图7是本发明对比例1中蓝宝石衬底在坩埚中的放置位置的示意图；
图8是本发明对比例1制备得到的经表面处理的蓝宝石衬底的表面形貌图。
1-柱形壳体，10-开口端，2-托盘，3-支柱，30-自由端，31-固定端，4-底座，5-通道，6-蓝宝石衬底。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明所述用于蓝宝石衬底表面处理的坩埚的结构示意图如图1和图2所示，由图可以看出，本发明所述坩埚包柱形壳体1，所述柱形壳体1的一端为开口端10，所述坩埚还包括托盘2，所述托盘2为圆形托盘，所述托盘2为平面结构，所述柱形壳体1中与开口端10所处平面相对的端面与托盘2连接，所述柱形壳体1与托盘连接的端面的面心与托盘2的圆心重合；所述柱形壳体1的开口端10的一周环设有支柱3，所述支柱3垂直于托盘2，所述支柱3包括自由端30和固定端31，所述支柱3穿过开口端10所处的平面，当托盘水平放置时，支柱3的自由端31高于开口端所述平面，所述固定端31与底座4连接，所述底座4的个数与所述支柱3的根数相同，所述底座4间隔设置在柱形壳体1的一周，所述底座4与托盘2连接，所述底座4与柱形壳体1的外侧壁连接，所述底座4、柱形壳体1和托盘2间形成通道5；所述坩埚的柱形壳体1的端面为正方形，所述支柱3有4根，分别对应正方形四个边的中点设置，所述通道5方便坩埚在管式炉中的移动，可通过炉钩钩住通道5，从而移动坩埚。
本发明所述坩埚用于放置蓝宝石衬底的结构示意图如图3所示，所述蓝宝石衬底6放置在坩埚的开口端10处，所述坩埚的托盘2平行于水平面放置。
实施例1
本实施例所述蓝宝石衬底的表面处理过程采用传统的方舟形坩埚，将蓝宝石衬底放置在坩埚的一侧角上，其示意图如图4所示，本实施例所述蓝宝石衬底为C面(0001)，直径为3英寸，其表面形貌图如图5所示。
所述蓝宝石衬底表面处理方法包括以下步骤：
(1)将蓝宝石衬底依次经丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5min，利用氮气吹干蓝宝石衬底的表面；
(2)将吹干后的蓝宝石衬底按照如图4所示的方式放置，所述蓝宝石衬底与坩埚侧壁边缘的接触面的面积为蓝宝石衬底单侧表面面积的2％；将放置蓝宝石衬底的坩埚置于管式炉的恒温区，通入氧气，在氧气气氛下，1200℃下退火处理4h，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，所述氧气的流速为65sccm，氧气气氛的气压为标准大气压的1倍。
本实施例制备得到的表面为原子级台阶的蓝宝石衬底的原子力显微镜图如图6所示，由图可以看出蓝宝石衬底表面无沾污，台阶宽度均一，台阶高度在200-400pm，属于蓝宝石单原子层高度，且台阶连续无断点。
实施例2
本实施例采用如图1所述的坩埚，蓝宝石衬底的放置方式如图3所示，所述柱形壳体1的端面的正方形的边长为2cm(即柱形壳体相对内壁间的距离)，所述柱形壳体的壳壁的厚度为0.2cm，所述支柱的截面形状为矩形，所述矩形的长边为0.4cm，所述矩形的短边为0.2cm，本实施例所述蓝宝石衬底为C面(0001)，直径为3英寸。
所述蓝宝石衬底表面处理方法包括以下步骤：
(1)将蓝宝石衬底依次经丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5min，利用氮气吹干蓝宝石衬底的表面；
(2)将吹干后的蓝宝石衬底水平置于坩埚的开口端，将放置蓝宝石衬底的坩埚置于管式炉的恒温区，通入氧气，在氧气气氛下，1200℃下退火处理4h，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，所述氧气的流速为65sccm，氧气气氛的气压为标准大气压的1倍。
本实施例制备得到的蓝宝石衬底具有洁净的原子级台阶表面，即蓝宝石衬底表面无沾污，台阶宽度均一，台阶高度在200-400pm，属于蓝宝石单原子层高度，且台阶连续无断点。
实施例3
本实施例与实施例1相比，将退火处理的温度替换为1400℃，退火处理的时间替换为3h，氧气的流速为80sccm，氧气气氛的气压为标准大气压的1倍，其他条件与实施例1相比完全相同。
本实施例制备得到的蓝宝石衬底具有洁净的原子级台阶表面，即蓝宝石衬底表面无沾污，台阶宽度均一，台阶高度在200-400pm，属于蓝宝石单原子层高度，且台阶连续无断点。
对比例1
本对比例的蓝宝石衬底的表面处理过程中采用传统的方舟形坩埚，将经清洗的蓝宝石衬底置于坩埚内，即蓝宝石衬底的一个表面与坩埚的内侧底部完全接触，示意图如图7所示，蓝宝石衬底的晶面、尺寸与实施例1完全相同。
蓝宝石衬底的表面处理方法包括以下步骤：
(1)将蓝宝石衬底依次经丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5min；
(2)配制酸液，所述酸液为硫酸和磷酸(体积比为3:1)的混合液，将酸液加热至160℃，将步骤(1)得到的蓝宝石衬底置于上述酸液中维持15min，之后用大量去离子水冲去蓝宝石表面残留的酸液，并利用氮气吹干蓝宝石衬底的表面；
(3)将吹干后的蓝宝石衬底按照图7所示的方式放置在坩埚的内侧底部，之后将其置于管式炉的恒温区，通入空气，在空气气氛下，1200℃下退火处理4h，得到表面处理后的蓝宝石衬底，所述空气的流速为65sccm，空气气氛的气压为标准大气压的1倍。
本对比例制备得到的经表面处理的蓝宝石衬底的表面形貌图如图8所示，由图可以看出蓝宝石衬底表面有沾污杂点，且台面宽度不均匀，台阶高度为800-1500pm，不属于单原子层高度，台面错乱不连续。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，采用传统坩埚，将经清洗的蓝宝石衬底置于坩埚内，即蓝宝石衬底的一个表面与坩埚的内侧底部完全接触，示意图如图7所示，其他条件与实施例1相比完全相同。
本对比例制备得到的蓝宝石衬底表面台面宽度不均匀，台阶高度为800-1500pm，不属于单原子层高度，台面错乱不连续。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (33)

1.一种蓝宝石衬底的表面处理方法，其特征在于，所述方法包括将蓝宝石衬底置于坩埚上，之后退火处理，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，所述蓝宝石衬底与坩埚的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％；
所述蓝宝石衬底为C面蓝宝石衬底；
所述蓝宝石衬底的直径为2-3英寸。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底进行退火处理前还包括将蓝宝石衬底进行清洗。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述清洗包括有机清洗和去离子水清洗。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机清洗的清洗剂包括丙酮、异丙醇和酒精。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述清洗的方法包括将蓝宝石衬底依次用丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5-10min。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述清洗后还包括用氮气将清洗后的蓝宝石衬底吹干。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底的平面平行于水平面。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底为单面抛光，所述抛光的单面不与坩埚接触。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坩埚与蓝宝石衬底间为线面接触。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理在氧气气氛下进行。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述氧气气氛为流动的氧气。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述氧气气氛的气压为标准大气压的1-1.5倍。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述氧气的流速为60-80sccm。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理的温度为1100-1400℃。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理的时间为3-5h。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火处理在管式炉中进行。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述蓝宝石衬底与管式炉的炉壁间的距离为0.5-1cm。
18.如权利要求1-17任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将蓝宝石衬底依次经丙酮、异丙醇、酒精和去离子水各超声清洗5-10min，利用氮气吹干蓝宝石衬底的表面；
(2)将吹干后的蓝宝石衬底水平置于坩埚上，所述坩埚与蓝宝石衬底间的接触面积≤蓝宝石衬底的单侧表面面积的2％，之后在氧气气氛下，1100-1400℃下退火处理3-5h，得到表面为原子级台阶的蓝宝石衬底，所述氧气的流速为60-80sccm，氧气气氛的气压为标准大气压的1-1.5倍。
19.一种如权利要求1-18任一项所述的蓝宝石衬底的表面处理方法采用的坩埚，其特征在于，所述坩埚包括柱形壳体(1)，所述柱形壳体(1)的一端为开口端(10)，所述开口端(10)用于放置蓝宝石衬底。
20.如权利要求19所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚包括托盘(2)，所述柱形壳体(1)上与开口端(10)相对的一端与托盘(2)连接。
21.如权利要求20所述的坩埚，其特征在于，所述托盘(2)为圆形托盘。
22.如权利要求19所述的坩埚，其特征在于，所述柱形壳体(1)的端面的形状为正方形。
23.如权利要求19所述的坩埚，其特征在于，所述与托盘连接的柱形壳体(1)的一端的端面的面心与圆形托盘的圆心重合。
24.如权利要求19所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚还包含限位机构，所述限位机构用来限制蓝宝石衬底沿与开口端的平面相平行的方向的移动。
25.如权利要求24所述的坩埚，其特征在于，所述限位机构包括环设在所述开口端一周的支柱(3)。
26.如权利要求25所述的坩埚，其特征在于，所述支柱(3)的根数≥4根。
27.如权利要求25所述的坩埚，其特征在于，所述支柱(3)垂直于托盘(2)设置。
28.如权利要求25所述的坩埚，其特征在于，所述坩埚还包括底座(4)，所述支柱包括自由端(30)和固定端(31)，所述固定端(31)连接在底座(4)上。
29.如权利要求28所述的坩埚，其特征在于，所述底座(4)的个数与所述支柱(3)的根数相同，所述底座(4)间隔设置在柱形壳体(1)的一周。
30.如权利要求25所述的坩埚，其特征在于，所述支柱(3)穿过所述开口端(10)所处平面。
31.如权利要求25所述的坩埚，其特征在于，任意两根支柱(3)与开口端(10)所处平面相交的截面的形心距离开口端(10)的面心的距离相同。
32.如权利要求25所述的坩埚，其特征在于，任意两根支柱(3)与开口端(10)所处平面相交的截面的形心与开口端(10)的面心形成的夹角均相等。
33.如权利要求28所述的坩埚，其特征在于，所述底座(4)连接在托盘(2)上，所述底座(4)与所述柱形壳体(1)的外侧壁连接，所述底座(4)、托盘(2)和柱形壳体(1)间形成通道(5)。
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