大尺寸蓝宝石晶体制备工艺及其生长装置

摘要

本发明涉及一种大尺寸蓝宝石晶体制备技术及其生长装置，所述制备技术包括如下步骤：(1)将称量好的高纯三氧化二铝装入钼坩埚中，抽真空至炉内气压小于10 -3Pa时，充保护气氛，炉压为-90～+20kPa；(2)加热至原料充分熔化，恒温3～5h；(3)籽晶下保温下降15-120mm，然后钼坩埚下降，下降距离为坩埚的高度；(4)炉内温度降至1600～1750℃；(5)钼坩埚回升至加热区，恒温100-150h；缓慢降温至室温。采用本发明技术，具有装置结构简单、制造成本低，制备技术稳定性好、过程可靠、气泡易排除、成品率高的特点，可生长出大尺寸、位错密度小的高质量的蓝宝石单晶体。

主权项

一种大尺寸蓝宝石晶体制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)将称量好的纯度≥99.995％的三氧化二铝装入钼坩埚中，抽真空至炉内气压小于10‑3Pa，充保护气氛至炉压为‑90～+20KPa；(2)加热升温，升温速率500W～1000W/h，至原料充分熔化后，恒温3～5h，在原料融化阶段，籽晶下保温封堵坩埚下保温托的通孔，确保钼坩埚籽晶处的保温效果使籽晶融化；(3)炉膛内的籽晶下保温下降15‑120mm，然后钼坩埚下降，下降距离为坩埚的高度，下降速率0.5～3.0mm/h，使坩埚下保温托的通孔打开，下部的较冷空气进入孔内，给籽晶管内的籽晶起到一个降温的作用，为晶体生长提供足够的温度梯度；(4)降温，炉内温度降至1600～1750℃，降温速率为100W～300W/h；(5)钼坩埚回升至加热区，原位退火，1600～1750℃恒温100‑150h；(6)缓慢降温至室温，降温速率50W～100W/h，继续通循环冷却水24～36h，取出晶体。