一种KY法蓝宝石低真空晶体生长方法

摘要

本发明公开了一种KY法蓝宝石低真空晶体生长方法，包括放料、抽真空、加热、调整温度场、引晶、多次结晶、冷却等步骤。本发明能够解决现有技术的不足，提高了晶体生长速度和晶体的良品率。

主权项

一种KY法蓝宝石低真空晶体生长方法，其特征在于包括以下步骤：A、将氧化铝原料放置在坩埚内，在籽晶杆上安装籽晶，关闭炉盖；B、开启真空泵，对炉内进行抽真空，将炉内的真空度抽至10^‑3Pa级别；C、开启加热系统，使氧化铝原料熔化，待氧化铝完全熔化后，向炉内补入氩气，使炉内的真空度下降至10^‑1Pa级别，补入氩气的流速控制在0.5L/s～0.9L/s；D、调节炉内温度场，使熔体冷心位置与坩埚的几何中心位置重合；E、调节籽晶的高度，使籽晶的底部距离原料液面上方10mm～15mm，开始引晶，经过3～5次引晶，使籽晶直径缩小至7mm～8mm；F、以1.1mm/h～1.3mm/h的速度向上提拉籽晶，同时逐步降低加热温度，此阶段加热温度的下降速度随着结晶质量的增大而逐渐加快，与此同时继续补入氩气，氩气的流速控制在0.1L/s～0.2L/s，并保持炉内10^‑1Pa级别的真空度不变，这一过程持续到结晶质量增加至2.5kg～3kg结束；G、以0.02mm/h～0.1mm/h的速度向上提拉籽晶，在保证加热总功率不变的前提下，改变坩埚内各个区域的加热功率，使不同深度的原料熔液出现200℃～250℃的温度差，原料熔液在温度差的驱动下形成垂直方向的缓慢循环流动，这一过程保持2h～3h；H、以2mm/h～3mm/h的速度向上提拉籽晶，同时逐步降低加热温度，此阶段加热温度的下降速度随着结晶质量的增大而逐渐加快，这一过程持续到结晶质量增加至15kg～18kg结束；I、以0.04mm/h～0.2mm/h的速度向上提拉籽晶，在保证加热总功率不变的前提下，改变坩埚内各个区域的加热功率，使不同深度的原料熔液出现200℃～250℃的温度差，原料熔液在温度差的驱动下形成垂直方向的缓慢循环流动，与此同时，补入氩气，氩气的流速控制在2L/s～2.5L/s，并保持炉内10^‑1Pa级别的真空度不变，这一过程保持2h～3h；J、以2.5mm/h～4mm/h的速度向上提拉籽晶，同时逐步降低加热温度，此阶段加热温度的下降速度随着结晶质量的增大而逐渐加快，与此同时将炉内真空度提升至10^‑3Pa级别，这一过程持续到结晶质量增加至23kg～25kg结束；K、关闭加热系统，同时通入氩气，使炉内气压保持标注大气压，籽晶提升速度随着原料温度的下降而提高，保证在原料处于熔融状态下时晶体完全脱离坩埚；L、使用冷却水系统对炉内进行快速降温，然后打开炉盖取出晶体。