[发明专利]生长蓝宝石单晶的方法和设备

摘要

本发明涉及一种生长蓝宝石单晶的方法和设备，更具体地涉及一种在采用长的矩形坩埚和沿c轴方向延伸的长籽晶时能够在短时间内获得高质量的、长的单晶的生长蓝宝石单晶的方法和设备。即使采用矩形的坩埚，采用本发明的生长蓝宝石单晶的方法和设备仍能够在所述坩埚的内部均匀地维持水平温度，由此获得高质量的单晶并且降低单晶生长失败的可能性。

主权项

一种生长蓝宝石单晶的设备，包括：熔炉，所述熔炉设置为被加热并且与周围空气热绝缘，以使所述熔炉的内部温度上升至高于蓝宝石碎片的熔化温度；具有大于1.5:1的长宽比的矩形坩埚，所述坩埚设置在所述熔炉内，以使蓝宝石碎片在所述坩埚中熔化，并且能够在所述坩埚中从籽晶生长长的单晶；加热器，所述加热器设置在所述坩埚的外部，以熔化所述蓝宝石碎片；以及冷却装置，所述冷却装置设置在所述坩埚的底部，以防止所述籽晶完全熔化，其中通过在所述坩埚的外部以分割开成多个的方式设置所述加热器，在水平方向上将所述坩埚分割成多个区域，其中在所述坩埚的每个分割开的区域中分别安装温度传感器、电源控制单元和温度控制单元，以独立地控制每个分割开的加热器，由此均匀地维持所述坩埚的水平方向上的温度，其中所述温度传感器是沿着所述坩埚的长度方向设置，对高度与所述加热器的高度相同的坩埚支架的温度进行测量，其中所述坩埚的水平方向上的温度包括所述坩埚的中心温度和所述坩埚的两端温度，其中均匀地维持所述坩埚的水平方向上的温度包括使所述坩埚的长度方向上的温度偏差小于5℃，其中每个分割开的加热器包括(a)一对侧面加热元件，所述侧面加热元件以邻近所述坩埚的外壁的方式设置在所述坩埚的两侧，并且每个所述侧面加热元件都连接各自电极，以及(b)连接加热元件，所述连接加热元件设置在所述侧面加热元件的顶部，用来互相连接所述一对侧面加热元件，以获得垂直温度梯度并减少电极的数量；以及使用在c轴方向上延伸的籽晶，并在c轴方向上生长所述蓝宝石单晶。