[发明专利]一种蓝宝石晶体的生长方法及设备

摘要

本发明揭示了一种蓝宝石晶体的生长方法及设备，所述设备包括晶体生长炉、加热器、坩埚、液面高度感测器。加热器用以控制所述晶体生长炉的温度；坩埚设置于晶体生长炉内，包括坩埚主体、设置于该坩埚主体上方的坩埚上部机构，坩埚上部机构的上端开口；坩埚上部机构的横截面积s小于坩埚主体横截面积S；液面高度感测器设置于坩埚上方，用以实时监测坩埚上部机构的液面高度数据，以便获得结晶速度变化数据，从而实现精确控制。本发明提出的蓝宝石晶体的生长方法及设备，可以精确控制结晶速率，使生产过程重复性好，产品质量稳定，品质高。

主权项

1.一种蓝宝石晶体的生长方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：将设定重量的高纯蓝宝石块料或粉料装入坩埚中，选用籽晶晶向为m向或a向的定向籽晶置于坩埚下部，坩埚下部的籽晶由氩气冷却，而后将坩埚置于晶体生长炉内；所用坩埚上部形状为细管状，管上端开口；步骤2：将晶体生长炉抽真空，真空度为～10^-3Pa；步骤3：通过加热器控制晶体生长炉升温至2000～2100℃，待蓝宝石熔化成熔体；原料熔化后体积膨胀，使坩埚上部细部中充满了熔体，由于上部直径d小于下部直径D的1/10，则熔体结晶时的体积收缩变化被放大，变得显著，再由坩埚上部的液面高度感测器探头监测到液面高度，便可获得结晶速度变化数据，从而实现精确控制；步骤4：坩埚下降的方式生长晶身，至晶体生长结束；步骤5：进行晶体的退火处理，退火温度1600～2000℃，退火时间100hr；步骤6：以10～60℃/h的速度缓慢降温；步骤7：炉内温度降至室温后，取出晶棒，加工。