本發(fā)明涉及藍(lán)寶石晶體制備領(lǐng)域，具體涉及一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)方法。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石即為氧化鋁單晶，具有優(yōu)異的光學(xué)、機(jī)械、化學(xué)和電性能，在0.19~5.5μm內(nèi)具有較高的光學(xué)透過(guò)率，強(qiáng)度高、耐沖刷、耐腐蝕、耐高溫，可在接近2000℃高溫的惡劣條件下工作，因此被廣泛應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、空間飛行器，高強(qiáng)度激光器的窗口，國(guó)防與民用工業(yè)、等電子技術(shù)的諸多領(lǐng)域，同時(shí)也成為了當(dāng)下手機(jī)屏市場(chǎng)的首選材料。
隨著相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)的不斷發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，尤其led照明方面對(duì)藍(lán)寶石晶體的需求量越來(lái)越大，不但對(duì)藍(lán)寶石單晶的內(nèi)部質(zhì)量（如氣泡、位錯(cuò)密度、結(jié)晶完整性等特性）提出了更高的要求，也要求高品質(zhì)藍(lán)寶石單晶的制造成本更低。
生長(zhǎng)出的高品質(zhì)藍(lán)寶石單晶不但與單晶爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切相關(guān)，藍(lán)寶石單晶的生長(zhǎng)工藝（參數(shù)制定）的合理制定，同樣是生長(zhǎng)高品質(zhì)、大尺寸藍(lán)寶石單晶的必要條件。只有制定的生長(zhǎng)工藝合理，才有可能生長(zhǎng)出形狀理想、內(nèi)部缺陷少、成本低的高品質(zhì)藍(lán)寶石單晶。
傳統(tǒng)泡生法生長(zhǎng)出的藍(lán)寶石單晶內(nèi)部氣泡較多，嚴(yán)重影響晶體的出材，尤其是大尺寸產(chǎn)品的出材。而無(wú)論是外延襯底材料還是手機(jī)屏市場(chǎng)方面，對(duì)大尺寸藍(lán)寶石單晶產(chǎn)品的需求都更加迫切，大尺寸產(chǎn)品所占據(jù)的市場(chǎng)份額也快速增加。因此，為使藍(lán)寶石產(chǎn)品同時(shí)擁有質(zhì)量和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，泡生法生長(zhǎng)藍(lán)寶石單晶的首要任務(wù)就是控制晶體內(nèi)部的氣泡。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)過(guò)程中溫度調(diào)控的方法。
為了解決上述問(wèn)題，采用的技術(shù)方案為：一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)方法，包括在大尺寸藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)，完成裝爐、抽真空、加熱化料、輔助溫度場(chǎng)調(diào)節(jié)、引晶、放肩、收肩、等徑生長(zhǎng)、拉脫、降溫退火及出爐工藝過(guò)程，在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，本發(fā)明對(duì)晶體生長(zhǎng)爐進(jìn)行了一些調(diào)整，以適應(yīng)本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)，具體為：在所使用的晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)，還設(shè)置有一圈螺旋加熱鎢絲，所述螺旋加熱鎢絲設(shè)置在晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)原加熱器與側(cè)反射屏的中央，所述螺旋加熱鎢絲的螺距為5-6cm；所述螺旋加熱鎢絲單獨(dú)控制加熱。
具體的控制方法為：
在加熱化料的過(guò)程中，螺旋加熱鎢絲與原加熱器同步；在引晶步驟完成后，控制螺旋加熱鎢絲的電壓使其在原恒定溫度的基礎(chǔ)上進(jìn)行溫度波動(dòng)，溫度波動(dòng)的幅度是±0.3-0.5℃，完成一次溫度波動(dòng)循環(huán)的時(shí)間是5-10s；該過(guò)程直到拉脫工藝結(jié)束，控制螺旋加熱鎢絲與原加熱器一起降溫。
本發(fā)明具有如下有益效果：與傳統(tǒng)工藝中盡量控制溫度不產(chǎn)生波動(dòng)的做法不同，發(fā)明人通過(guò)在原加熱裝置外加設(shè)螺旋加熱鎢絲的方式，能夠在一定程度上提高加熱速度。最主要的是，螺旋加熱鎢絲與原加熱裝置之間有一定距離，在這個(gè)距離內(nèi)，一定頻率和幅度的溫度波動(dòng)，并不會(huì)對(duì)晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性造成明顯的干擾，但是，卻能明顯的降低晶體內(nèi)部氣泡的含量，與未采用溫度波動(dòng)控制方法的產(chǎn)品相比，同等條件下氣泡含量降低了30-40%，同時(shí)晶體生長(zhǎng)速度也有一定提升，晶體生長(zhǎng)總時(shí)間縮短了約半小時(shí)左右。
具體實(shí)施方式
下面的實(shí)施例可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
實(shí)施例1
一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體的生長(zhǎng)方法，在大尺寸藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)，完成裝爐、抽真空、加熱化料、輔助溫度場(chǎng)調(diào)節(jié)、引晶、放肩、收肩、等徑生長(zhǎng)、拉脫、降溫退火及出爐工藝過(guò)程，所使用的晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)，還設(shè)置有一圈螺旋加熱鎢絲，所述螺旋加熱鎢絲設(shè)置在晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)原加熱器與側(cè)反射屏的中央，所述螺旋加熱鎢絲的螺距為5-6cm；所述螺旋加熱鎢絲單獨(dú)控制加熱；在加熱化料的過(guò)程中，螺旋加熱鎢絲與原加熱器同步；在引晶步驟完成后，控制螺旋加熱鎢絲的電壓使其在原恒定溫度的基礎(chǔ)上進(jìn)行溫度波動(dòng)，溫度波動(dòng)的幅度是±0.3-0.5℃，完成一次溫度波動(dòng)循環(huán)的時(shí)間是5-10s；該過(guò)程直到拉脫工藝結(jié)束，控制螺旋加熱鎢絲與原加熱器一起降溫。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，以上實(shí)施例僅是示例性實(shí)施例，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。