RU2010130676A - Способ и устройство для получения монокристалла сапфира - Google Patents

Способ и устройство для получения монокристалла сапфира Download PDF

Info

Publication number
RU2010130676A
RU2010130676A RU2010130676/05A RU2010130676A RU2010130676A RU 2010130676 A RU2010130676 A RU 2010130676A RU 2010130676/05 A RU2010130676/05 A RU 2010130676/05A RU 2010130676 A RU2010130676 A RU 2010130676A RU 2010130676 A RU2010130676 A RU 2010130676A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
single crystal
linear expansion
sapphire
sapphire single
Prior art date
Application number
RU2010130676/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Кейго ХОСИКАВА (JP)
Кейго ХОСИКАВА
Тихиро МИЯГАВА (JP)
Тихиро МИЯГАВА
Таити НАКАМУРА (JP)
Таити НАКАМУРА
Original Assignee
Синсу Юниверсити (Jp)
Синсу Юниверсити
Фудзикоси Мэшинери Корп. (Jp)
Фудзикоси Мэшинери Корп.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Синсу Юниверсити (Jp), Синсу Юниверсити, Фудзикоси Мэшинери Корп. (Jp), Фудзикоси Мэшинери Корп. filed Critical Синсу Юниверсити (Jp)
Publication of RU2010130676A publication Critical patent/RU2010130676A/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/16Oxides
    • C30B29/20Aluminium oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/002Crucibles or containers for supporting the melt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B15/00Single-crystal growth by pulling from a melt, e.g. Czochralski method
    • C30B15/10Crucibles or containers for supporting the melt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B9/00Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T117/00Single-crystal, oriented-crystal, and epitaxy growth processes; non-coating apparatus therefor
    • Y10T117/10Apparatus
    • Y10T117/1024Apparatus for crystallization from liquid or supercritical state

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

1. Способ получения монокристалла сапфира, включающий в себя этапы: ! размещения затравочного кристалла и сырьевого вещества в тигле; ! помещения тигля в цилиндрический нагреватель, расположенный в печи для выращивания; ! нагревания тигля, таким образом, чтобы расплавить все сырьевое вещество и часть затравочного кристалла; и ! создания температурного градиента в цилиндрическом нагревателе, при котором температура верхней части выше, чем температура в нижней части, для того чтобы осуществить способ направленной кристаллизации в последовательно кристаллизующемся расплаве, ! при этом тигель выполнен из материала, имеющего удельный коэффициент линейного расширения, который позволяет предотвратить возникновение взаимного напряжения, вызванного различием между коэффициентом линейного расширения тигля и коэффициентом линейного расширения монокристалла сапфира, которое возникает в направлении, перпендикулярном к оси роста кристалла, в тигле и монокристалле сапфира, или который способен предотвратить деформацию тигля, вызванную взаимным напряжением без образования кристаллического дефекта, вызванного взаимным напряжением, в монокристалле сапфира. ! 2. Способ по п.1, ! в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры. ! 3. Способ по п.1, ! в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до к�

Claims (16)

1. Способ получения монокристалла сапфира, включающий в себя этапы:
размещения затравочного кристалла и сырьевого вещества в тигле;
помещения тигля в цилиндрический нагреватель, расположенный в печи для выращивания;
нагревания тигля, таким образом, чтобы расплавить все сырьевое вещество и часть затравочного кристалла; и
создания температурного градиента в цилиндрическом нагревателе, при котором температура верхней части выше, чем температура в нижней части, для того чтобы осуществить способ направленной кристаллизации в последовательно кристаллизующемся расплаве,
при этом тигель выполнен из материала, имеющего удельный коэффициент линейного расширения, который позволяет предотвратить возникновение взаимного напряжения, вызванного различием между коэффициентом линейного расширения тигля и коэффициентом линейного расширения монокристалла сапфира, которое возникает в направлении, перпендикулярном к оси роста кристалла, в тигле и монокристалле сапфира, или который способен предотвратить деформацию тигля, вызванную взаимным напряжением без образования кристаллического дефекта, вызванного взаимным напряжением, в монокристалле сапфира.
2. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
3. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до каждой из температур, по выбору, равных или выше, чем комнатная температура, всегда меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
4. Способ по п.1,
дополнительно включающий в себя этапы:
охлаждения внутреннего пространства цилиндрического нагревателя в той же самой печи для выращивания до достижения предварительно заданной температуры посредством уменьшения мощности нагрева цилиндрического нагревателя после кристаллизации расплава; и
размещения тигля в зоне выдержки цилиндрического нагревателя, которая расположена посередине цилиндрического нагревателя, в течение предварительно заданного периода времени для отжига монокристалла сапфира в тигле.
5. Способ по п.2,
дополнительно включающий в себя этапы:
охлаждения внутреннего пространства цилиндрического нагревателя в той же самой печи для выращивания до достижения предварительно заданной температуры посредством уменьшения мощности нагрева цилиндрического нагревателя после кристаллизации расплава; и
размещения тигля в зоне выдержки цилиндрического нагревателя, которая расположена посередине цилиндрического нагревателя, в течение предварительно заданного периода времени для отжига монокристалла сапфира в тигле.
6. Способ по п.3,
дополнительно включающий в себя этапы:
охлаждения внутреннего пространства цилиндрического нагревателя в той же самой печи для выращивания до достижения предварительно заданной температуры посредством уменьшения мощности нагрева цилиндрического нагревателя после кристаллизации расплава; и
размещения тигля в зоне выдержки цилиндрического нагревателя, которая расположена посередине цилиндрического нагревателя, в течение предварительно заданного периода времени для отжига монокристалла сапфира в тигле.
7. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из вольфрама.
8. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из сплава вольфрама и молибдена.
9. Способ по п.2,
в котором тигель выполнен из молибдена.
10. Способ по п.1,
в котором ось роста монокристалла сапфира является c-осью.
11. Устройство для получения монокристалла сапфира, выполненное с возможностью осуществления этапов: размещения затравочного кристалла и сырьевого вещества в тигле; помещения тигля в цилиндрический нагреватель, расположенный в печи для выращивания; нагревания тигля таким образом, чтобы расплавить все сырьевое вещество и часть затравочного кристалла; и создание температурного градиента в цилиндрическом нагревателе, при котором температура верхней части выше, чем температура в нижней части, для того чтобы осуществить способ направленной кристаллизации в последовательно кристаллизующемся расплаве, и
при этом тигель выполнен из материала, имеющего удельный коэффициент линейного расширения, который позволяет предотвратить возникновение взаимного напряжения, вызванного различием между коэффициентом линейного расширения тигля и коэффициентом линейного расширения монокристалла сапфира, которое возникает в направлении, перпендикулярном к оси роста кристалла, в тигле и монокристалле сапфира, или который способен к предотвращению деформации тигля, вызванной взаимным напряжением без образования кристаллического дефекта, вызванного взаимным напряжением, в монокристалле сапфира.
12. Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
13. Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до каждой из температур, по выбору, равной или выше, чем комнатная температура, всегда меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
14.Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из вольфрама.
15. Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из сплава вольфрама и молибдена.
16. Устройство по п.12,
в котором тигель выполнен из молибдена.
RU2010130676/05A 2009-07-22 2010-07-21 Способ и устройство для получения монокристалла сапфира RU2010130676A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-171256 2009-07-22
JP2009171256 2009-07-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2010130676A true RU2010130676A (ru) 2012-01-27

Family

ID=42671691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010130676/05A RU2010130676A (ru) 2009-07-22 2010-07-21 Способ и устройство для получения монокристалла сапфира

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20110017124A1 (ru)
EP (1) EP2278050A1 (ru)
JP (1) JP5633732B2 (ru)
KR (1) KR20110009622A (ru)
CN (1) CN101962798B (ru)
RU (1) RU2010130676A (ru)
TW (1) TWI519685B (ru)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100101387A1 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Kedar Prasad Gupta Crystal growing system and method thereof
US20110179992A1 (en) * 2008-10-24 2011-07-28 Schwerdtfeger Jr Carl Richard Crystal growth methods and systems
KR101136143B1 (ko) * 2009-09-05 2012-04-17 주식회사 크리스텍 사파이어 단결정 성장방법과 그 장치
JP5808076B2 (ja) * 2009-12-17 2015-11-10 株式会社東芝 タングステン製ルツボとその製造方法、およびサファイア単結晶の製造方法
AT12783U1 (de) * 2011-08-05 2012-11-15 Plansee Se Tiegel zur kristallzucht
CN102286781B (zh) * 2011-09-15 2013-10-30 江苏华盛天龙光电设备股份有限公司 一种蓝宝石晶体生长用坩埚移动装置
CN103374755A (zh) * 2012-04-28 2013-10-30 洛阳高科钼钨材料有限公司 非整体式坩埚
KR101439380B1 (ko) * 2012-10-31 2014-09-11 주식회사 사파이어테크놀로지 사파이어 단결정 열처리 방법 및 장치
KR101434478B1 (ko) * 2013-02-22 2014-09-02 비아이신소재 주식회사 장대형 사파이어 단결정 성장방법 및 이를 위한 성장장치
JP6060755B2 (ja) * 2013-03-18 2017-01-18 住友金属鉱山株式会社 サファイア単結晶育成用坩堝およびその製造方法
JP5949622B2 (ja) * 2013-03-26 2016-07-13 住友金属鉱山株式会社 サファイア単結晶育成用坩堝
CN103215632B (zh) * 2013-04-02 2016-02-24 苏州海铂晶体有限公司 一种大尺寸c取向蓝宝石单晶的生长方法
USD771167S1 (en) 2013-08-21 2016-11-08 A.L.M.T. Corp. Crucible
WO2015064505A1 (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 株式会社アライドマテリアル 坩堝およびそれを用いた単結晶サファイヤの製造方法
EP2902534A1 (en) 2014-02-04 2015-08-05 SGL Carbon SE Metal coated crucible for sapphire single crystal growth
CN104674339A (zh) * 2014-12-26 2015-06-03 浙江东海蓝玉光电科技有限公司 一种泡生法生长大尺寸蓝宝石过程中减少晶界的方法
KR20180034672A (ko) 2015-08-18 2018-04-04 리제너론 파아마슈티컬스, 인크. 지단백질 분리반출술을 경험하고 있는 고지혈증을 갖는 환자를 치료하기 위한 항-pcsk9 억제성 항체
KR101886187B1 (ko) * 2017-02-27 2018-08-07 주식회사 사파이어테크놀로지 사파이어 단결정 성장용 도가니 및 이를 구비한 성장장치
CN111155173B (zh) * 2018-11-07 2021-07-23 国宏中晶集团有限公司 蓝宝石及蓝宝石晶体的退火方法
CN115319424B (zh) * 2022-09-16 2024-02-06 咸阳三毅有岩科技有限公司 一种薄壁铱坩埚的加工方法及薄壁铱坩埚
AT526636A1 (de) * 2022-10-28 2024-05-15 Fametec Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Saphir-Einkristalls mit verbesserter Ablösung von einem Schmelztiegel

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3608050A (en) * 1969-09-12 1971-09-21 Union Carbide Corp Production of single crystal sapphire by carefully controlled cooling from a melt of alumina
US3653432A (en) * 1970-09-01 1972-04-04 Us Army Apparatus and method for unidirectionally solidifying high temperature material
US3898051A (en) * 1973-12-28 1975-08-05 Crystal Syst Crystal growing
US4096025A (en) * 1974-02-21 1978-06-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of orienting seed crystals in a melt, and product obtained thereby
US4186046A (en) * 1976-09-29 1980-01-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Growing doped single crystal ceramic materials
JP2853840B2 (ja) * 1991-12-19 1999-02-03 信越化学工業株式会社 単結晶製造用るつぼおよび単結晶の製造方法
JPH0840795A (ja) * 1994-07-29 1996-02-13 Kobe Steel Ltd 酸化物単結晶製造用るつぼ
JP3571082B2 (ja) * 1994-09-05 2004-09-29 三栄源エフ・エフ・アイ株式会社 ナタデココの着色方法
JP3188923B2 (ja) * 1997-03-18 2001-07-16 日陽エンジニアリング株式会社 硼酸リチウム単結晶育成用容器及び硼酸リチウム単結晶の育成方法
JP4824847B2 (ja) * 1999-03-29 2011-11-30 大森 守 セラミックス共晶体の製造方法
JP2002348196A (ja) * 2001-05-30 2002-12-04 Shin Etsu Chem Co Ltd 希土類バナデート単結晶およびその製造方法
US7067007B2 (en) * 2002-08-24 2006-06-27 Schott Glas Process and device for growing single crystals
JP2007119297A (ja) 2005-10-28 2007-05-17 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 高融点単結晶材料の製造方法
JP2007217199A (ja) * 2006-02-14 2007-08-30 Daiichi Kiden:Kk 単結晶の製造方法および単結晶製造装置
JP2008007353A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア単結晶育成装置およびそれを用いた育成方法
JP2008007354A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア単結晶の育成方法
JP2008056518A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Shin Etsu Chem Co Ltd サファイア単結晶の製造方法
JP4918314B2 (ja) * 2006-09-06 2012-04-18 クラリオン株式会社 タッチパネルを備えた入力受付装置
JP2008081370A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Shin Etsu Chem Co Ltd サファイア結晶の製造方法
JP2008100861A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア単結晶基板およびiii族窒化物系化合物半導体
JP2008100859A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Sumitomo Metal Mining Co Ltd サファイア単結晶基板およびiii族窒化物系化合物半導体
DE102008060520A1 (de) * 2008-12-04 2010-06-10 Schott Ag Ein Tiegel zur Prozessierung hochschmelzender Materialien

Also Published As

Publication number Publication date
US20110017124A1 (en) 2011-01-27
TWI519685B (zh) 2016-02-01
TW201104024A (en) 2011-02-01
KR20110009622A (ko) 2011-01-28
JP5633732B2 (ja) 2014-12-03
JP2011042560A (ja) 2011-03-03
EP2278050A1 (en) 2011-01-26
CN101962798A (zh) 2011-02-02
CN101962798B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2010130676A (ru) Способ и устройство для получения монокристалла сапфира
RU2543882C2 (ru) Устройство для выращивания монокристалла сапфира
CN102851545B (zh) 一种Ni-Mn-Ge系磁性形状记忆合金及其制备方法
CN100564615C (zh) 多元化合物半导体单晶的制备方法与生长装置
RU2012113230A (ru) Способ и устройство для выращивания монокристаллов сапфира
CN202208779U (zh) 一种铸锭炉
CN104109904A (zh) 一种泡生法蓝宝石晶体生长的引晶方法
CN103789835A (zh) 一种改进型梯度凝固GaAs单晶生长方法
WO2006124266A2 (en) Method and apparatus for growing single-crystal metals
JP2011251881A (ja) SiC単結晶の製造方法
CN101348939B (zh) 一种提高砷化镓单晶利用率的生长方法
CN101323969A (zh) 多元化合物红外晶体生长方法
CN102925958A (zh) 一种利用复熔工艺提高多晶晶体质量的方法
EP2450318A3 (en) Method and apparatus of continuously forming crystallized glass
CN105369345B (zh) 一种用于制备蓝宝石单晶体的坩埚和制备方法
CN100465314C (zh) 一种具有磁场驱动马氏体相变效应的磁性材料及其制备方法
WO2011072278A3 (en) Germanium ingots/wafers having low micro-pit density (mpd) as well as systems and methods for manufacturing same
CN102418144B (zh) 一种4英寸c向蓝宝石晶体的制造方法
CN104357904B (zh) 一种大尺寸钛宝石晶体生长方法
CN101377014A (zh) 一种大尺寸四硼酸锂压电晶体的制备方法
CN106894092A (zh) 一种水平法砷化镓单晶拉制过程中接籽晶的方法
JP2015522518A (ja) 溶融領域における単結晶の結晶化により単結晶を製造するための装置
CN103045979B (zh) 一种在ta1组织中制备孪晶的方法
CN107059115A (zh) 一种泡生法制备蓝宝石晶体的生长方法
JP2016193808A (ja) サファイア単結晶の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20150226