[发明专利]一种方形蓝宝石晶体的生长方法及设备

权利要求书

1.一种方形蓝宝石晶体的生长方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：将设定重量的高纯氧化铝块料或粉料装入方形坩埚中，然后将方形坩埚置于晶体生长炉内；

步骤S2：将晶体生长炉抽真空，使晶体生长炉内的真空度低于6×10^-3Pa；

步骤S3：通过加热器控制晶体生长炉升温至2000-2100℃，待氧化铝原料熔化为熔体；

步骤S4：选用定向籽晶，将定向籽晶固定在坩埚的中心位置，保证定向籽晶c面平行于坩埚长边对应的平面，确定温度合适后开始引晶；

步骤S5：引晶结束后，以0.1~3mm/h的速度向上提拉籽晶，开始晶体生长；

步骤S6：长晶结束后，以10~50℃/h的速度缓慢降温；

步骤S7：炉内温度降至室温后，取出方形晶体，切割并加工成所需尺寸的晶片。

2.根据权利要求1所述的方形蓝宝石晶体的生长方法，其特征在于：

所述步骤S4中选用的定向籽晶为m向或a向。

3.根据权利要求1所述的方形蓝宝石晶体的生长方法，其特征在于：

所述方形坩埚为正方形坩埚，步骤S4中，保证定向籽晶c面平行于坩埚任意一边对应的平面。

4.根据权利要求1所述的方形蓝宝石晶体的生长方法，其特征在于：

所述方法进一步包括，根据需要调节坩埚、加热器的形状，用以调节晶体横截面的形状。

5.一种方形蓝宝石晶体的生长方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：将设定重量的高纯氧化铝块料或粉料装入方形坩埚中，然后将方形坩埚置于晶体生长炉内；

步骤S2：将晶体生长炉抽真空至设定真空度；

步骤S3：通过加热器控制晶体生长炉升温，使氧化铝原料熔化为熔体；

步骤S4：选用定向籽晶，将定向籽晶固定在坩埚的中心位置，温度合适后引晶；

步骤S5：引晶结束后，向上提拉籽晶，开始晶体生长；

步骤S6：长晶结束后，缓慢降温；

步骤S7：炉内温度降至设定温度后，取出晶体，切割并加工成所需尺寸的晶片。

6.一种方形蓝宝石晶体的生长设备，其特征在于：所述设备包括有晶体生长炉、抽真空装置、热场；

所述热场包括加热器、坩埚、坩埚盖、热屏；

所述加热器置于晶体生长炉内，坩埚置于加热器的中心位置，坩埚盖置于坩埚顶部。

7.根据权利要求5所述的方形蓝宝石晶体的生长设备，其特征在于：

所述坩埚为方形坩埚，坩埚的横截面呈矩形；

或者，所述坩埚的横截面为具有圆角的矩形，四个圆角的半径在1~20mm。

8.根据权利要求5所述的方形蓝宝石晶体的生长设备，其特征在于：

所述热屏主要包括上热屏和外热屏；上热屏置于坩埚上部，其横截面形状与坩埚相同；外热屏置于加热器外部，其形状为圆形或方形；

所述加热器、坩埚盖的形状为圆形或方形。

9.根据权利要求5所述的方形蓝宝石晶体的生长设备，其特征在于：

所述加热器材料为钨；所述坩埚盖及热屏材料为钼或钨或铱或钽，或者为钼、钨、铱、钽中两种或多种元素组成的合金。