[发明专利]导模法生长钇钕石榴石单晶体的生产工艺

摘要

一种导模法生长钇钕石榴石单晶体的生产工艺，涉及晶体材料技术领域，本发明采用一次成型的导模法晶体生长技术生长YAG单晶材料，确立使用Φ100-Φ120mm大尺寸铱金坩埚，设计和建立高效加热系统--由高效加热感线圈及钼发热装置组成；高效保温系统-由氧化锆材料制作保温套筒；温场调节系统--定型钼板及钼质温度调节屏；确立晶体生长高温区横向均匀温度场温差在±3℃以内、距模具端面15mm内纵向温梯5-6℃/mm的工艺条件；解决YAG单晶生长过程中的均匀化料难、温场控制难、晶体生长工艺复杂等难点问题，通过实验、测试进行各项工艺参数的优选，得出大尺寸晶体生长工艺条件，生长出高质量YAG单晶材料。

主权项

导模法生长钇钕石榴石单晶体的生产工艺，其特征在于：所述的生产工艺具体包括以下步骤，①装炉：a、首先建立感应加热系统、保温系统、温度调节系统，对模具进行设计、加工及装配；b、称取足量晶体生长原料，放入装好模具的坩埚中进入炉体；c、选取规定方向的籽晶，与籽晶杆连接好；②抽真空：a、抽前级‑‑真空度抽达2×10‑2毫米汞柱；b、抽炉体低真空‑‑热偶管电流值达130mA；c、抽高真空至5×10‑5托。d、充入高纯氩气，气压达：0.15kgf/cm2；③升温化料：启动中频感应电源，分五步逐渐升高中频电压，至化料温度2050℃；④晶体生长：a、引晶摇下籽晶杆，使籽晶与模具液膜熔融，10分钟后，开动提拉装置进行引晶生长；b、收颈晶体生长开始后，升温5℃左右，实现晶体收颈生长；c、扩肩收颈生长完成后降低温度，实现晶体扩肩生长，直至生长的晶体覆盖膜具端面；d、等径生长晶体覆盖膜具端面后，调节温度，使晶体保持等径生长状态，晶体生长速度为30‑50mm/h，直至晶体生长结束，关闭晶体生长提拉机构；e、降温，断电、停水、拆炉晶体生长结束后，按18‑22℃/min的速度实施降温操作，最后降至较低 温度(电压控制在100‑50V)，并在此电压下保持半1‑2时之后断电，断电后3小时左右停水，停水3小时以后拆炉，取晶体；⑤检验：用肉眼看晶体里面的有无裂缝。