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专利号: 2019107681904
申请人: 宿迁学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 晶体生长〔3〕
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种泡生法蓝宝石晶体生产工艺,其特征在于,包括如下步骤:

1)、用酒精和/或无尘布和/或铜丝刷和/或工业吸尘器清理炉膛及保温层;

2)、在洁净室将纯度为5N氧化铝原料装到坩埚内,用干净塑料布封装待用;

3)、将装满原料的坩埚装入炉膛内,将A向籽晶装置于籽晶夹头,并旋接于籽晶杆上,完成籽晶杆对中后合炉,抽真空并检漏;

4)、根据不同的热场及原料,确定化料工艺并进行升温;

5)、原料熔化后,保持熔体在高温条件下恒定3~5小时;

6)、下将籽晶,根据液流速度、液流线粗细、有无浮岛及浮岛大小、籽晶末端是否有熔化及籽晶末端的亮度、炉内热电偶温度变化情况判断熔体温度是否适合引晶;

7)、待合适引晶后将籽晶下降至液面以下20~80mm,控制籽晶末端由方形熔为圆弧面,籽晶透亮,避免黑色沉积物附着;

8)、将透亮的籽晶插入液面以下10~40mm,重量清零,恒定10~30min,如果籽晶在固液界面处慢慢长粗3~8mm,认定温度合适;

9)、如果在1~5min内快速长出,则根据热场情况增加功率150~500瓦,恒定2~3小时,重新洗晶,重复步骤8;

10)、如30min内长不出或者籽晶熔化,降功率300~700瓦,恒定2~3小时,重新洗晶,重复步骤8;

11)、当判断长速合适,控制0.1~5mm/h的提拉速度,并伴有5~10min/次/2~3mm的瞬时提拉,直至晶结直径达到50~80mm后切入扩肩生长;

12)、 晶体生长根据步骤11)中工艺进行扩肩生长,扩肩长速≤重量的3%~8%,拉速为

0.05~1mm/h,重量达到13~15kg后转等径生长,等径生长后停止提拉,晶体生长速度≤

1.5kg/h;

13)、收尾生长:在称重显示重量M=135~155kg后,重量曲线会由直线变为波浪线,表征晶体触碰到坩埚壁面或者坩埚底部,此时需继续生长H小时,后进入提脱阶段;

14)、提脱过程:继续生长H小时后,补温1.5~2kw,等待2小时后给定籽晶杆的拉速;

15)、降温:缓慢降低功率,对晶体进行退火处理:降温时间160H‑170H,降温结束后,自然冷却48~60H后充空气或者氩气,15~20H充气结束,开炉取晶体;

所述步骤13)中H的计算方法为:H=(160‑M)/V,V表征重量达到135kg时,向前推24小时的平均长速;

所述步骤14)提脱过程的给定拉速≥20mm/h,开始提拉后,称重显示数值急剧上升,后台阶式回落至晶体重量信号维持在160kg左右,趋于平稳,此时可判断晶体生长结束并脱离坩埚。