一种蓝宝石晶棒生产工艺

摘要

本发明公开了一种蓝宝石晶棒生产工艺，其核心技术为全球最先进的改良泡生法长晶技术，其原理是利用热交换器来带走热量，使晶体生长区域内形成一个下冷上热的纵向温度梯度，同时在控制热交换器内的气体流量的大小及改变加热器的加热功率的高低来控制此温度梯度，从而达到坩埚内的氧化铝的液体由下慢慢向上凝固成晶体的目的，从而有效解决了传统泡生法气泡多、成本高的技术难题，按照本发明生产的蓝宝石具有晶体体积大、完整性好、位错密度小、光学均匀性高、次品率低的优点。

主权项

一种蓝宝石晶棒生产工艺，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1、清炉：装料前将炉内热场及炉体内的氧化物清理干净，确保炉内无杂质；步骤2、加料并封炉：将高纯氧化铝原料准备好并填充至晶体炉腔内，架设好晶种后小心将清理过的热场按工艺安装，检查炉子密封圈完好将炉体密封，测量热场间距并记录；步骤3、抽真空：封炉完毕检查各个放气口是否关闭、检查机械泵及扩散泵油位合格后打开机械泵及旁路阀抽低真空，炉内气压≤6.5pa时开始检漏，检漏合格依次打开机械泵及前级阀2分钟后开扩散泵，待泵油预热完毕开主阀将炉体抽高真空，直到达到工艺所需的要求；步骤4、升温化料：当真空值达到预定真空时确认水压正常后，启动加热电源，利用钨杆电加热至2000～2200℃使氧化铝原料加热、融化成熔液，当温度达到所需的温度后恒温4小时后观察化料情况，如果料未化则以0.5～1.5KW/h的升温速度升温直到原料完全融化成熔液；步骤5、晶体生长过程：当氧化铝原料完全融化为熔液时将晶种缓慢下降直到接触到熔液表面，在晶种与熔液的固液界面上开始生长和晶种相同的晶体结构的单晶；步骤6、冷却：晶体生长结束后停炉通过降温冷却使晶体最后凝固成一整个单晶晶锭，等温度降至室温之后将晶锭取出；步骤7、钻取晶棒：把从直拉单晶炉中取出的单晶棒固定在线切割台上，通过纯水研磨，用钻锯将单晶棒切割成所需要的尺寸；步骤8、检测：检测单晶棒相关技术参数，然后对晶棒进行微观检测分选即可得到晶棒产品。