板状蓝宝石晶体生长方法及生长设备

摘要

本发明涉及一种板状蓝宝石晶体的生长方法及生长设备，所述生长设备包括：晶体生长炉、加热器、模具、热屏；所述热屏置于晶体生长炉内，加热器被热屏包围，加热器为模具及蓝宝石原料加热；所述模具内部为中空结构，盛放蓝宝石原料；模具的底部呈倒锥形，用来限定晶体形状；模具底部开有一细孔。本发明可以使引晶过程变得容易操作，提高引晶的成功率，使生产过程重复性好，产品质量稳定，品质高，有效提高蓝宝石晶体制备效率。同时，本发明可使材料利用率显著提高，该方法生长出的板状蓝宝石晶体的侧面是C面，其尺寸规格可以按照所需的要求精确设计，从而大大提高了蓝宝石材料的利用率。

主权项

一种板状蓝宝石晶体生长方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤S1：将设定重量的蓝宝石原料装入模具中；所述模具具有顶部敞口的内腔，模具的下部呈倒锥形，模具底部中心具有一贯通模具底部的细孔，该细孔在模具底部形成一个毛细管结构；步骤S2：将晶体生长炉抽真空，真空度为小于等于6×10^‑3Pa；步骤S3：通过加热器控制晶体生长炉升温至2000~2100°C，待原料熔化为熔体，熔体通过模具底部的细孔形成的毛细管作用下慢慢流向细孔外边缘的模具外底面，并铺满整个外底面，形成一层熔体膜；步骤S4：使用a向、m向、n向或r向籽晶，向上移动，接触模具外底面细孔处熔体，开始引晶；步骤S5：熔体与籽晶接触后，以0.1~1mm/h的速度向下移动籽晶，待晶体生长至模具外边缘后，以1~10mm/h的速度快速提拉，长晶的速度由下称重传感器的信号变化及移动速度控制；与此同时，还可以不断向模具内部填料，待提拉行程剩余5—30mm时，将晶体提脱；步骤S6：进行晶体的退火处理，退火温度1600~2000°C，退火时间80~100h；步骤S7：以10~60°C/h的速度缓慢降温；步骤S8：炉内温度降至室温后，取出晶体，加工。