[发明专利]一种加防护罩的籽晶结构

说明书

（一）技术领域

本发明涉及一种籽晶结构，具体涉及一种泡生法生长蓝宝石单晶的加防护罩的籽晶结构。

（二）背景技术

蓝宝石单晶具有优异的力学、热学、光学等性能，被广泛应用于科学技术、国防与民用工业、半导体行业的诸多领域，目前是LED市场的首选材料。随着蓝宝石单晶生长及加工技术的不断进步，行业发展日趋成熟，蓝宝石产品在成本及性能方面的综合优势日趋突显，也因此使蓝宝石在消费类电子及其它消费类产品方面呈现出很好的应用前景。

通过掺杂着色剂而得到各种颜色的彩色蓝宝石，彩色蓝宝石可用于很多方面，如红色蓝宝石内含Cr₂O₃，可以用来制造激光器，用于医疗及特殊材料加工等方面。其它颜色的蓝宝石（如蓝色、粉色、黄色等）也可制作成各种首饰及装饰品，提升产品品质。

目前市面上的彩色蓝宝石多采用熔焰法生长而来，已经可以生长出红色、蓝色、紫色、黄色等蓝宝石晶体。然而，该方法生长出的蓝宝石晶体纯度较低、尺寸小、应力大，无法满足尺寸较大的高品质彩色蓝宝石产品的需求。

（三）发明内容

本发明的目的在于提供一种可以降低籽晶所受热应力，避免籽晶开裂，实现用泡生法生长彩色蓝宝石单晶的目的的加防护罩的籽晶结构。

本发明的目的是这样实现的：加防护罩的籽晶结构包括两部分：籽晶主体及籽晶防护罩，籽晶主体分为上下两个部分，上部为与传统籽晶结构相同，下部为四方锥形结构，籽晶防护罩外形为长方体，内部为与籽晶主体底部相配合的四方锥形中空结构。

本发明还有这样一些特征：

1、所述的籽晶主体为无色透明或带有一定颜色的蓝宝石单晶。

2、所述的籽晶防护罩为带有所要生长晶体颜色所需掺杂离子的蓝宝石单晶，包括红色晶体含Cr³⁺，黄色晶体含Ni²⁺。

3、所述的籽晶主体的底部锥形斜边倾角为1~15°

4、所述的籽晶防护罩的高度为10~80mm。

5、所述的籽晶防护罩内掺杂离子浓度为3~20%。

本发明旨在通过对籽晶结构的特殊设计，实现用泡生法生长彩色蓝宝石单晶的目的。

本发明的有益效果有：

1.该籽晶结构可以降低籽晶所受热应力，避免籽晶开裂。

2.根据生长颜色与色度需要，灵活调整生长界面显色离子与铝离子的化学计量比，生长出各种颜色且显色均匀的蓝宝石单晶。

3.采用该籽晶结构，可以用泡生法生长出高品质、大尺寸彩色蓝宝石单晶，进一步满足应用市场的需要。

（四）附图说明

图1为本发明籽晶结构示意图；

图2为籽晶主体结构示意图；

图3为防护罩结构示意图。

（五）具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

结合图1-3，籽晶结构包括两部分：籽晶主体1及籽晶防护罩2。其中，籽晶主体1分为上下两个部分，上部为与传统籽晶结构相同，分为倒四方锥形与籽晶夹相互固定部分5及正常长方体部分3，下部为四方锥形结构4。籽晶防护罩2外形为长方体，内部为与籽晶主体底部相配合的四方锥形中空结构。籽晶主体1可为无色透明或带有一定颜色的蓝宝石单晶，籽晶保护罩2为带有所要生长晶体颜色所需掺杂离子（如Cr³⁺，Fe³⁺，Ti⁴⁺等）的蓝宝石单晶，籽晶主体底部锥形倾角θ为1~15°，籽晶防护罩的高度h为10~80mm。

在此基础上，也可以将防护罩由上至下分为几段，每段掺杂离子浓度不同（如由上至下掺杂离子浓度逐渐降低），以扩大界面掺杂离子浓度的调节范围。