一种大尺寸c取向蓝宝石单晶的生长方法

摘要

本发明公开了一种大尺寸c取向蓝宝石单晶的生长方法，包括放置籽晶、装料、抽真空、启动氦气、加热化料、晶体生长、降温退火、检测及处理等步骤；本发明将目前使用的直径260mm坩埚增大至直径285mm坩埚，无需变动原热场，对长晶参数进行优化，投料量从37kg增加至60kg，从而提高了生产效率，降低了成本。

主权项

一种大尺寸c取向蓝宝石单晶的生长方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)放置籽晶：将c取向籽晶放置在直径285mm坩埚的籽晶槽内；(2)装料：将高纯氧化铝原料放入坩埚内，关闭炉盖，启动冷却水循环系统；(3)抽真空：启动真空系统，将炉腔压力抽至0.015Torr以下；(4)启动氦气：启动氦气冷却系统，调节氦气流量为40～100slm，防止化料过程中籽晶完全熔化；(5)加热化料：启动加热系统升温，以3.33KW/h增加功率，升至11.55KW后，以11.55KW/h升至61KW，以3℃/h升温，当探测融化位置达到目标值上方120mm时，以1.25℃/h进行升温，直至高纯氧化铝开始熔化，控制使籽晶部分熔化；(6)晶体生长：先以1℃/h降温，氦气流量每小时增加1slm，再以降温速率分别为0.3℃/h和0.12℃/h降温，每12h进行探测，计算晶体生长速率，如生长速率超过1.8mm/h，将降温速率根据实际测量数值降低，直至连续探测3次探针位置相同时，确认晶体已完成生长，再进行24h的降温；(7)降温退火：坩埚位置以2mm/h上升，降低功率以0.6KW/h、0.3KW/h、0.2KW/h、0.2KW/h分别降低至30KW、8KW、2KW直至0KW，在退火阶段开始时，并以20slm充入氩气，直至达到500Torr，冷却24小时后进行卸载；(8)检测及处理：对出炉晶锭进行检测，是否有晶界、气泡、开裂，然后切除头尾，画图进行掏棒。