一種泡生法制備的藍寶石單晶的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種泡生法制備的藍寶石單晶。它包括四部分，從上至下依次為放肩初期部分、放肩后期部分、等徑生長部分和收尾部分，放肩后期部分設置有弧形肩部，等徑生長部分直徑大于放肩后期部分。本實用新型采用該生長工藝可有效控制藍寶石單晶內的氣泡，降低熱應力，減小晶體開裂的可能。另外，收尾部分快速提拉有利于實現自動拉脫，減少出現因晶體掉堝或底部多晶造成開裂的現象，且縮短了工藝時間，降低了電耗成本。
【專利說明】一種泡生法制備的藍寶石單晶
[0001](一)
【技術領域】
[0002]本實用新型涉及一種藍寶石單晶生長的生長工藝，具體涉及一種泡生法制備的藍寶石晶體。
[0003](二)
【背景技術】
[0004]藍寶石單晶具有獨特的晶格結構、優異的力學性能、良好的熱學性能，可在接近2000 V高溫的惡劣條件下工作，以其強度高、硬度大、耐沖刷，優異的綜合性能等特點被廣泛應用于科學技術、空間飛行器，高強度激光器的窗口，國防與民用工業、等電子技術的許多領域，同時也成為了目前LED市場的首選材料。
[0005]隨著相關應用領域技術的不斷發展和產業規模的不斷擴大，尤其LED照明方面對藍寶石晶體的需求量越來越大，不但對藍寶石單晶的內部質量(如氣泡、位錯密度、結晶完整性等特性)提出了更高的要求，也要求高品質藍寶石單晶的制造成本更低。
[0006]生長出的高品質藍寶石單晶不但與單晶爐結構設計密切相關，藍寶石單晶的生長工藝(參數制定)的合理制定，同樣是生長高品質、大尺寸藍寶石單晶的必要條件。只有制定的生長工藝合理，才有可能生長出形狀理想、內部缺陷少、成本低的高品質藍寶石單晶。
[0007]傳統泡生法生長出的藍寶石單晶內部氣泡較多，嚴重影響晶體的出材，尤其是大尺寸產品的出材。而無論是外延襯底材料還是手機屏市場方面，對大尺寸藍寶石單晶產品的需求都更加迫切，大尺寸產品所占據的市場份額也快速增加。因此，為使藍寶石產品同時擁有質量和價格優勢，泡生法生長藍寶石單晶的首要任務就是控制晶體內部的氣泡。
[0008](三)
【發明內容】
[0009]本實用新型就傳統泡生法生長藍寶石單晶內部存在較多氣泡的問題，針對氣泡產生的原因進行深入分析，對泡生法制備藍寶石單晶生長工藝中的關鍵參數進行重新調整，形成一種藍寶石晶體氣泡少、熱應力小、不容易掉堝、開裂等問題的泡生法制備的藍寶石單晶。
[0010]本實用新型的目的是這樣實現的:本實用新型包括四部分，從上至下依次為放肩初期部分、放肩后期部分、等徑生長部分和收尾部分，放肩后期部分設置有弧形肩部，等徑生長部分直徑大于放肩后期部分。
[0011]本實用新型還有這樣一些特征:
[0012]1、所述的放肩初期部分為倒杯底形，重量為1.5kg ；
[0013]2、所述的放肩后期部分重量為4kg，上部直徑小于下部直徑；
[0014]3、所述的等徑生長部分重量為28kg?32kg。
[0015]本實用新型的有益效果有:引晶結束后，放肩初期部分調節電壓以-8'13mv/h的速度緩慢降溫，提拉速度設為0.Γ0.4mm/h ;放肩后期部分放慢降溫速度，電壓調節設定為-6'llmv/h，同時加大提拉速度，提拉速度設為0.3^0.7mm/h ;等徑生長部分將電壓調節改為-12"~16mv/h,提拉速度設為0.l"0.3mm/h ;收尾部分減小電壓調節至-l(T-12mv/h,適當增大提拉速度，設定為0.5^0.8mm/h0在該條件下運行5h后將提拉速度增大為0.8^1.2mm/h,使晶體與坩堝自動分離。本實用新型采用該生長工藝可有效控制藍寶石單晶內的氣泡，降低熱應力，減小晶體開裂的可能。另外，收尾部分快速提拉有利于實現自動拉脫，減少出現因晶體掉堝或底部多晶造成開裂的現象，且縮短了工藝時間，降低了電耗成本。
[0016](四)
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0018](五)
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型進行詳細說明。結合圖1，本實施例晶體分為四部分，分別對應生長工藝的控制階段:放肩初期部分1、放肩后期部分2、等徑生長部分3和收尾部分4，具體工藝如下:引晶結束后調節電壓以-lOmv/h的速度緩慢降溫，提拉速度設為0.2mm/h，保證晶體放肩初期部分1的穩定生長；生長2(T25h后晶體重量達到1.5kg左右，將電壓調節速度設為_8mv/h，以0.5mm/h的速度進行提拉。放慢生長速度的同時加快提拉，有利于增大晶體放肩后期部分2的肩部弧度；當晶體生長到45飛2h，重量達到4kg左右時，將電壓調節設為-14mv/h，提拉速度設為0.15mm/h，保證較快的晶體生長速度，同時減小提拉量，使晶體等徑生長部分3直徑較大；晶體生長到75h左右，重量達28kg?32kg后，將電壓調節設為-llmv/h，同時適當增大提拉速度至0.6mm/h，進入收尾部分4 ;運行5h后繼續將提拉速度增大為0.9mm/h，使晶體與坩堝自動分離。
【權利要求】
1.一種泡生法制備的藍寶石單晶，其特征在于它包括四部分，從上至下依次為放肩初期部分、放肩后期部分、等徑生長部分和收尾部分，放肩后期部分設置有弧形肩部，等徑生長部分直徑大于放肩后期部分。
2.根據權利要求1所述的一種泡生法制備的藍寶石單晶，其特征在于所述的放肩初期部分為倒杯底形，重量為1.5kg。
3.根據權利要求2所述的一種泡生法制備的藍寶石單晶，其特征在于所述的放肩后期部分重量為4kg，上部直徑小于下部直徑。
4.根據權利要求3所述的一種泡生法制備的藍寶石單晶，其特征在于所述的等徑生長部分重量為28kg?32kg。
【文檔編號】C30B17/00GK204080185SQ201420545208
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月23日 優先權日:2014年9月23日
【發明者】左洪波, 楊鑫宏, 張學軍, 李鐵 申請人:哈爾濱奧瑞德光電技術股份有限公司