一种控制蓝宝石生长尺寸的方法及系统

摘要

本发明揭示了一种控制蓝宝石生长尺寸的方法及系统，所述方法包括如下步骤：在蓝宝石生长界面的上方及下方，即弯液面的上方及下方，接入直流电源；监测加载于结晶界面上方及下方的电流或电压，以此来判定晶体的即时尺寸；调整电流或电压的大小或/和方向，控制蓝宝石生长的尺寸；控制方法为：若电流由熔体流向晶体，结晶界面变小；若电流由晶体向熔体，结晶界面增加。本发明提出的控制蓝宝石生长尺寸的方法及系统，通过电压、电流等信号直接判定蓝宝石尺寸，并利用自控电路直接控制蓝宝石生长界面进而控制蓝宝石尺寸，响应速度比传统意义上调整加热电源更为迅速，控制尺寸更精确。

主权项

一种控制蓝宝石生长尺寸的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1、将设定重量的高纯蓝宝石块料或粉料装入坩埚，选用a向或m向或c向或r向的定向籽晶固定到提拉机构上；步骤S2、将晶体生长炉真空度抽至10‑3Pa量级；步骤S3、通过加热器控制晶体生长炉升温至2000~2100℃，直至蓝宝石原料熔化为熔体；在结晶界面的上方及下方加载电流或电压，电流或电压的一端位于结晶界面以上/下的低温区，一端位于结晶界面以下/上的高温区；低温区的接入点温度为1500~2100℃，高温区的接入点温度为1800~2200℃；由于蓝宝石在高温或融化状态下会变为导体，只需根据测量的电压或电阻值，便可获得晶体的截面积，再通过改变电流的大小或方向，改变电流在固‑液生长界面上的流动方向，使固液界面放热或吸热，实现精确控制蓝宝石的生长尺寸；电流或电压由熔体流向晶体，结晶界面略微变小；电流或电压由晶体向熔体，结晶界面略微增加；步骤S4、通过提拉机构与自动控制系统配合，完成晶体生长；步骤S5、进行晶体的退火处理，退火温度为1600~2000℃；步骤S6、以10~60℃/h的速度缓慢降温；步骤S7、炉内温度降至室温后，取出晶体，加工成所需晶棒。