專利名稱：一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于晶體生長技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種晶體的生長方法，尤其涉及一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石的組成為氧化鋁(Al2O3)，是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵形式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。由于藍(lán)寶石具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點(diǎn)高(2045°C )等特點(diǎn)，因此常被用來作為光電元件的材料。目前超高亮度白/藍(lán)光LED的品質(zhì)取決于氮化鎵外延層(GaN)的材料品質(zhì)，而氮化鎵外延層品質(zhì)則與所使用的藍(lán)寶石襯底表面加工品質(zhì)息息相關(guān)。由于藍(lán)寶石(單晶Al2O3) c面與II1- V和I1- VI族沉積薄膜之間的晶格常數(shù)失配率小，同時(shí)符合GaN外延制程中耐高溫的要求，使得藍(lán)寶石晶片成為制作白/藍(lán)/綠光LED的關(guān)鍵材料。藍(lán)寶石晶體材料的生長方法目前已有很多種方法，主要有:導(dǎo)模法(即EdgeDefined Film-fed Growth Techniques 法，簡稱 EFG 法)、布里奇曼法(即 Bridgman 法,或 甘禍下降法)、泡生法(即Kyropoulos法,簡稱Ky法)、熱交換法(即Heat ExchangerMethod法,簡稱HEM法)、提拉法(即Czochralski法,簡稱Cz法)等。導(dǎo)模法也稱邊緣限定薄膜喂料法，主要用于生長薄板材料。它利用了毛細(xì)原理，將熔體導(dǎo)入模具的頂部，用籽晶將這部分熔體提拉生成單晶片。然后利用掏片加工，掏制出一個(gè)個(gè)LED用的毛片。由于長晶過程中，薄板的雙面均有大面積的氣泡，所以板材的厚度大于標(biāo)準(zhǔn)LED用的襯底厚度，導(dǎo)致晶片加工過程中的去除量大，直接增加了晶片加工成本。坩堝下降法，主要是以移動(dòng)坩堝的方式，使熔體內(nèi)產(chǎn)生溫度梯度，進(jìn)而開始生長晶體。坩堝下降法所使用的加熱器分為上下兩部分，爐體內(nèi)上方之加熱器溫度較高，下方溫度較低，利用加熱器產(chǎn)生的溫差造成其溫度梯度產(chǎn)生，進(jìn)而生長晶體。由于生長過程中，加熱器的溫度是不變的，其晶體生長時(shí)的固液界面與加熱器的距離是固定的，此時(shí)必須使坩堝下降，使熔體經(jīng)過固液界面，利用坩堝下降之方式，使熔體正常凝固形成單晶。晶體的形狀可以隨坩堝的形狀而定，適合異型晶體的生長。凱氏長晶法(Kyropoulos Method),簡稱KY法,亦稱泡生法。其原理與柴氏拉晶法(Czochralski Method)類似,先將原料加熱至熔點(diǎn)后熔化形成熔體,再以單晶的籽晶(SeedCrystal)接觸到熔體表面，在籽晶與熔體的固液界面上開始生長和籽晶相同晶體結(jié)構(gòu)的單晶，籽晶以極緩慢的速度往上拉升，但在籽晶往上拉晶一段時(shí)間以形成晶頸，待熔體與籽晶界面的凝固速率穩(wěn)定后，籽晶便不再拉升，也沒有作旋轉(zhuǎn)，僅以控制冷卻速率方式來使單晶從上方逐漸往下凝固，最后凝固成一整個(gè)單晶晶碇。然后，利用掏棒加工，沿垂直軸向掏制標(biāo)準(zhǔn)LED用的晶棒。泡生法的優(yōu)點(diǎn)是:高品質(zhì)(光學(xué)等級)，低缺陷密度；缺點(diǎn)是:操作復(fù)雜、一致性不高、成品 率較低、不易生長C軸晶體、材料利用率很低。此外泡生法引晶難度很大，需要長時(shí)間學(xué)習(xí)才能掌握，對操作人員的要求很高。上述三種長晶方法都有自己的優(yōu)勢，但也存在各自的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，可制得近圓柱狀的藍(lán)寶石晶體，有效提高藍(lán)寶石晶體制備效率，降低生產(chǎn)成本。此外，本發(fā)明還提供一種成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，可制得近圓柱狀的藍(lán)寶石晶體，有效提聞監(jiān)寶石晶體制備效率，降低生廣成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，所述方法包括如下步驟:步驟S1、將設(shè)定重量的高純藍(lán)寶石塊料或粉料裝入一坩堝中；所述坩堝的上部呈長方體形狀，底部呈半圓柱面形狀；所述坩堝上部內(nèi)還設(shè)有半圓柱面的內(nèi)坩堝，內(nèi)坩堝上部連有一根細(xì)管，內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料；內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，放置時(shí)保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度；步驟S2、將晶體生長爐抽真空，真空度為 10_3Pa ；步驟S3、通過加熱器控制晶體生長爐升溫至2000-2100°C，待藍(lán)寶石熔化成熔體；熔體通過內(nèi)坩堝上部的細(xì)管依據(jù)毛細(xì)管原理上升到細(xì)管頂部，形成熔體膜；步驟S4、下籽晶，進(jìn)行引晶；步驟S5、引晶后以降電壓的方式長晶，長晶的速度從上稱重傳感器的重量變化信號獲得，以此來精確控制；待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，緩緩提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部和結(jié)晶體之間的縫隙中，繼續(xù)結(jié)晶，這一過程稱為低液面長晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可以獲得聞質(zhì)量的結(jié)晶體；步驟S6、進(jìn)行晶體的退火處理，退火溫度1600 2000°C，退火時(shí)間IOOhr ；步驟S7、以10 60°C /h的速度緩慢降溫；步驟S8、爐內(nèi)溫度降至室溫后，取出晶棒，加工。一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，所述方法包括如下步驟:步驟1、將設(shè)定重量的高純藍(lán)寶石塊料或粉料裝入一坩堝中；所述坩堝包括上部坩堝、下部坩堝，上部坩堝內(nèi)設(shè)有一內(nèi)坩堝；所述內(nèi)坩堝上部連有一根細(xì)管，內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，放置時(shí)要保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度；步驟2、將晶體生長爐抽真空，真空度為 10_3Pa ；步驟3、通過加熱器控制晶體生長爐升溫至2000-210(TC，待藍(lán)寶石熔化成熔體；熔體通過內(nèi)坩堝上部的細(xì)管依據(jù)毛細(xì)管原理上升到細(xì)管頂部，形成熔體膜；步驟4、下籽晶，進(jìn)行引晶；步驟5、引晶后以降電壓的方式長晶；步驟6、進(jìn)行晶體的退火處理；步驟7、取出晶棒，加工。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述步驟5進(jìn)一步包括:長晶的速度從上稱重傳感器的重量變化信號獲得，以此來精確控制；待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，緩緩提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部和結(jié)晶體之間的縫隙中，繼續(xù)結(jié)晶，這一過程稱為低液面長晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可獲得高質(zhì)量的結(jié)晶體。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述上部坩堝呈長方體形狀，下部坩堝呈半圓柱面形狀；所述內(nèi)坩堝呈半圓柱面形狀，內(nèi)坩堝的直徑小于坩堝的直徑；內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述內(nèi)坩堝的材料為鑰、鎢、銥、鉭中的一種或其合金。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述細(xì)管直徑為6_12mm。一種成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，所述設(shè)備包括:晶體生長爐、加熱器、坩堝、內(nèi)坩堝、稱重系統(tǒng)；所述坩堝內(nèi)設(shè)置所述內(nèi)坩堝，內(nèi)坩堝上部有一根細(xì)管，起到毛細(xì)管的作用，用以獲得一個(gè)高于自由液面的小界面，以便于引晶；內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度；所述細(xì)管處為冷心的位置，隨著溫度的下降，晶體開始生長；由稱重系統(tǒng)精確控制晶體生長的速率，待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部，繼續(xù)結(jié)晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可獲得高質(zhì)量的結(jié)晶體。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述坩堝包括上部坩堝、下部坩堝，上部坩堝內(nèi)設(shè)置內(nèi)坩堝；所述上部坩堝呈長方體形狀，下部坩堝呈半圓柱面形狀；所述內(nèi)坩堝呈半圓柱面形狀，內(nèi)坩堝的直徑小于坩堝的直徑；所述內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述內(nèi)坩堝的材料為鑰、鎢、銥、鉭中的一種或其合金。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述細(xì)管直徑為6_12mm。本發(fā)明提出的成型藍(lán)寶石晶體的生長方法及設(shè)備，通過引入導(dǎo)模法、坩堝下降法、泡生法的優(yōu)點(diǎn)，采用導(dǎo)模法的方式引晶，用泡生法長晶，晶體的形狀由坩堝的形狀決定。本發(fā)明的有益效果在于:1、本發(fā)明可以使引晶過程變得容易操作，提高引晶的成功率，使生產(chǎn)過程重復(fù)性好，廣品質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)聞，有效提聞監(jiān)寶石晶體制備效率。2、材料利用率將顯著提高，該方法生長出的成形藍(lán)寶石晶體的側(cè)面是C面，其尺寸規(guī)格可以按照所需的要求精確設(shè)計(jì)，從而大大提高了藍(lán)寶石材料的利用率。3、可以很容易的獲得大尺寸的晶片，本發(fā)明中所設(shè)計(jì)的坩堝長出來的藍(lán)寶石晶體形狀為圓柱體，適合掏一根大尺寸晶圓棒。4、使后加工工序大大簡化，降低加工的成本。


圖1為本發(fā)明設(shè)備中坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明成型藍(lán)寶石晶體的生長方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。實(shí)施例一請參閱圖1，本發(fā)明揭示了一種成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，所述設(shè)備包括:晶體生長爐(圖未示)、加熱器(圖未示)、坩堝1、內(nèi)坩堝3、稱重系統(tǒng)(圖未示)。所述坩堝I內(nèi)設(shè)置所述內(nèi)坩堝3，內(nèi)坩堝3上部設(shè)有一孔4，通過該孔4連接一根細(xì)管2，所述細(xì)管2的直徑為6-12_，起到毛細(xì)管的作用，用以獲得一個(gè)高于自由液面5的小界面，以便于引晶；內(nèi)坩堝3放在藍(lán)寶石料上，保證內(nèi)坩堝3上的細(xì)管2和籽晶的同軸度。所述細(xì)管2處為冷心的位置，隨著溫度的下降，晶體開始生長；由稱重系統(tǒng)精確控制晶體生長的速率，待內(nèi)坩堝3下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝3上部的熔體下降到坩堝I底部，繼續(xù)結(jié)晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝I之間的溫度分布接近線性分布，可獲得高質(zhì)量的結(jié)晶體。使用這種工藝生長出的晶體質(zhì)量優(yōu)異、應(yīng)力小、位錯(cuò)密度低、晶體完整性和光學(xué)均勻性好、可以提高藍(lán)寶石材料的利用率、簡化加工程序、易于產(chǎn)業(yè)化。所述坩堝I包括上部坩堝、下部坩堝，上部坩堝內(nèi)設(shè)置內(nèi)坩堝3 ;所述上部坩堝呈長方體形狀，下部坩堝呈半圓柱面形狀；所述內(nèi)坩堝3呈半圓柱面形狀，內(nèi)坩堝3的直徑小于坩堝I的直徑。所述內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料。如，所述內(nèi)坩堝3的材料為鑰、鎢、銥、鉭中的一種或其合金。以上介紹了本發(fā)明成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備的組成，本發(fā)明在揭示上述成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備的同時(shí)，還揭示了成型藍(lán)寶石晶體的生長方法；請參閱圖2，所述方法包括如下步驟:步驟SI將設(shè)定重量的 高純藍(lán)寶石塊料或粉料裝入一坩堝中(坩堝的結(jié)構(gòu)可以參考圖1所示及以上有關(guān)設(shè)備的描述)；所述坩堝的上部呈長方體形狀，底部呈半圓柱面形狀；所述坩堝上部內(nèi)還設(shè)有半圓柱面的內(nèi)坩堝，內(nèi)坩堝上部連有一根細(xì)管，內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料；內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，放置時(shí)保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度；步驟S2將晶體生長爐抽真空，真空度為 10_3Pa；步驟S3通過加熱器控制晶體生長爐升溫至2000-2100°C，待藍(lán)寶石熔化成熔體；熔體通過內(nèi)坩堝上部的細(xì)管依據(jù)毛細(xì)管原理上升到細(xì)管頂部，形成熔體膜；步驟S4下籽晶，進(jìn)行引晶；步驟S5引晶后以降電壓的方式長晶，長晶的速度從上稱重傳感器的重量變化信號獲得，以此來精確控制；待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，緩緩提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部和結(jié)晶體之間的縫隙中，繼續(xù)結(jié)晶，這一過程稱為低液面長晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可以獲得聞質(zhì)量的結(jié)晶體；步驟S6進(jìn)行晶體的退火處理，退火溫度1600 2000°C，退火時(shí)間IOOhr；步驟S7以10 60°C/h的速度緩慢降溫；步驟S8爐內(nèi)溫度降至室溫后，取出晶棒，加工。綜上所述，本發(fā)明提出的成型藍(lán)寶石晶體的生長方法及設(shè)備，通過引入導(dǎo)模法、坩堝下降法、泡生法的優(yōu)點(diǎn)，采用導(dǎo)模法的方式引晶，用泡生法長晶，晶體的形狀由坩堝的形狀決定。本發(fā)明可制得近圓柱狀的藍(lán)寶石晶體，有效提高藍(lán)寶石晶體制備效率，降低生產(chǎn)成本；同時(shí)，生長出的晶體質(zhì)量優(yōu)異、應(yīng)力小、位錯(cuò)密度低、晶體完整性和光學(xué)均勻性好、可以提高藍(lán)寶石材料的利用率、簡化加工程序、易于產(chǎn)業(yè)化。這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變 形和改變。
權(quán)利要求
1.一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟Si、將設(shè)定重量的高純藍(lán)寶石塊料或粉料裝入一坩堝中；所述坩堝的上部呈長方體形狀，底部呈半圓柱面形狀；所述坩堝上部內(nèi)還設(shè)有半圓柱面的內(nèi)坩堝，內(nèi)坩堝上部連有一根細(xì)管，內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料；內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，放置時(shí)保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度； 步驟S2、將晶體生長爐抽真空，真空度為 10_3Pa ； 步驟S3、通過加熱器控制晶體生長爐升溫至2000-2100°C，待藍(lán)寶石熔化成熔體；熔體通過內(nèi)坩堝上部的細(xì)管依據(jù)毛細(xì)管原理上升到細(xì)管頂部，形成熔體膜； 步驟S4、下籽晶，進(jìn)行引晶； 步驟S5、引晶后以降電壓的方式長晶，長晶的速度從上稱重傳感器的重量變化信號獲得，以此來精確控制；待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，緩緩提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部和結(jié)晶體之間的縫隙中，繼續(xù)結(jié)晶，這一過程稱為低液面長晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可以獲得高質(zhì)量的結(jié)晶體； 步驟S6、進(jìn)行晶體的退火處理，退火溫度1600 2000°C，退火時(shí)間IOOhr ； 步驟S7、以10 60°C /h的速度緩慢降溫； 步驟S8、爐內(nèi)溫度降至室溫后，取出晶棒，加工。
2.一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 步驟I、將設(shè)定重量的高純藍(lán)寶石塊料或粉料裝入一坩堝中；所述坩堝包括上部坩堝、下部坩堝，上部坩堝內(nèi)設(shè)有一內(nèi)坩堝；所述內(nèi)坩堝上部連有一根細(xì)管，內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，放置時(shí)要保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度； 步驟2、將晶體生長爐抽真空，真空度為 10_3Pa ； 步驟3、通過加熱器控制晶體生長爐升溫至2000-210(TC，待藍(lán)寶石熔化成熔體；熔體通過內(nèi)坩堝上部的細(xì)管依據(jù)毛細(xì)管原理上升到細(xì)管頂部，形成熔體膜； 步驟4、下籽晶，進(jìn)行引晶； 步驟5、引晶后以降電壓的方式長晶； 步驟6、進(jìn)行晶體的退火處理； 步驟7、取出晶棒，加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，其特征在于 所述步驟5進(jìn)一步包括長晶的速度從上稱重傳感器的重量變化信號獲得，以此來精確控制；待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，緩緩提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部和結(jié)晶體之間的縫隙中，繼續(xù)結(jié)晶，這一過程稱為低液面長晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可獲得高質(zhì)量的結(jié)晶體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，其特征在于 所述上部坩堝呈長方體形狀，下部坩堝呈半圓柱面形狀；所述內(nèi)坩堝呈半圓柱面形狀，內(nèi)坩堝的直徑小于坩堝的直徑；內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，其特征在于 所述內(nèi)坩堝的材料為鑰、鎢、銥、鉭中的一種或其合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長方法，其特征在于 所述細(xì)管直徑為6-12mm。
7.一種成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括晶體生長爐、加熱器、坩堝、內(nèi)坩堝、稱重系統(tǒng)； 所述坩堝內(nèi)設(shè)置所述內(nèi)坩堝，內(nèi)坩堝上部有一根細(xì)管，起到毛細(xì)管的作用，用以獲得一個(gè)高于自由液面的小界面，以便于引晶；內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度； 所述細(xì)管處為冷心的位置，隨著溫度的下降，晶體開始生長；由稱重系統(tǒng)精確控制晶體生長的速率，待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部，繼續(xù)結(jié)晶；熱傳遞過程僅為簡單的傳導(dǎo)過程，在結(jié)晶界面和坩堝之間的溫度分布接近線性分布，可獲得高質(zhì)量的結(jié)晶體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，其特征在于 所述坩堝包括上部坩堝、下部坩堝，上部坩堝內(nèi)設(shè)置內(nèi)坩堝；所述上部坩堝呈長方體形狀，下部坩堝呈半圓柱面形狀；所述內(nèi)坩堝呈半圓柱面形狀，內(nèi)坩堝的直徑小于坩堝的直徑; 所述內(nèi)坩堝的材料為與藍(lán)寶石熔體具有浸潤性的耐高溫材料或其合金材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，其特征在于 所述內(nèi)坩堝的材料為鑰、鎢、銥、鉭中的一種或其合金。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成型藍(lán)寶石晶體的生長設(shè)備，其特征在于 所述細(xì)管直徑為6-12mm。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種成型藍(lán)寶石晶體的生長方法及設(shè)備，所述設(shè)備包括晶體生長爐、加熱器、坩堝、內(nèi)坩堝、稱重系統(tǒng)；坩堝內(nèi)設(shè)置所述內(nèi)坩堝，內(nèi)坩堝上部有一根細(xì)管，起到毛細(xì)管的作用，用以獲得一個(gè)高于自由液面的小界面，以便于引晶；內(nèi)坩堝放在藍(lán)寶石料上，保證內(nèi)坩堝上的細(xì)管和籽晶的同軸度；細(xì)管處為冷心的位置，隨著溫度的下降，晶體開始生長；由稱重系統(tǒng)精確控制晶體生長的速率，待內(nèi)坩堝下的熔體幾乎全部結(jié)晶后，提拉結(jié)晶體，內(nèi)坩堝上部的熔體下降到坩堝底部，繼續(xù)結(jié)晶。本發(fā)明可制得近圓柱狀的藍(lán)寶石晶體，生長出的晶體質(zhì)量優(yōu)異、應(yīng)力小、位錯(cuò)密度低、晶體完整性和光學(xué)均勻性好，可以提高藍(lán)寶石材料的利用率、簡化加工程序、易于產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號C30B29/20GK103255477SQ201210037678
公開日2013年8月21日 申請日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者維塔利·塔塔琴科, 劉一凡, 帕維爾·斯萬諾夫, 李東振, 王東海, 陳文淵, 朱枝勇, 牛沈軍 申請人:上海中電振華晶體技術(shù)有限公司