一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，包括坩埚、加热器和提拉杆，所述提拉杆底部设有压力传感器，所述压力传感器底部设有籽晶，所述坩埚左侧顶部设有蓄电池组，所述蓄电池组上设有导线，所述导线上连接有照明灯，所述照明灯电性连接于照明灯蓄电池组。该蓝宝石晶体生长设备及其工艺，具有结构设计合理、操作简单、安全实用等优点，同时能大幅度提高蓝宝石晶体的生长效率，可以普遍推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种蓝宝石，具体涉及一种蓝宝石晶体生长设备。同时，本专利技术还涉及一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺。
技术介绍
蓝宝石是人工合成晶体中一个重要的材料品种，由于其优良的机械和光学性能，蓝宝石晶体得到了广泛的应用。近年来半导体照明产业的快速发展，带动了蓝宝石衬底材料需求的快速增长，用于MOCVD外延衬底的蓝宝石材料占到总产量的80％以上。2009年下半年以来，蓝宝石衬底一直处于材料紧缺和价格上涨趋势。因此，带动了新一轮蓝宝石投资热潮的兴起，传统蓝宝石企业纷纷增资扩产，同时，为数众多的蓝宝石晶棒厂在中国大陆如雨后春笋般涌现。现有的蓝宝石晶体生长过程中，晶体的大小和重量无法直接在生长过程中判断出来，而且在晶体生长过程中，熔体液面不断下降，导致无法连续生产蓝宝石晶体，使得工作效率低下。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，包括坩埚、加热器和提拉杆，所述提拉杆底部设有压力传感器，所述压力传感器底部设有籽晶，所述坩埚左侧顶部设有蓄电池组，所述蓄电池组上设有导线，所述导线上连接有照明灯，所述照明灯电性连接于照明灯蓄电池组。优选的，所述压力传感器底部安装有刻度板。优选的，所述加热器设置在坩埚两侧，且对称设置。优选的，所述加热器为电阻加热器。优选的，所述籽晶位于坩埚中间位置正上方。本专利技术还提供了一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，具体包括以下步骤：S1、原料准备及处理：选定蓝宝石原料，通过超声波清洗原料10-60分钟，将原料洗涤后放入烘干箱，烘干温度选定为90-120℃，烘干后取出原料，将原料放置在坩埚中并检查装置的密封性；S2、真空处理：将装置进行抽真空处理；S3、加热处理：通过加热器将坩埚加热至2100-2200℃，使得坩埚内部的原料全部熔化成熔体状；S4、导线处理：控制一个导线延伸至坩埚底部，使得另一根导线刚好接触熔体上表面；S5、结晶处理：控制加热器，保证温度在合适的区间，以6-20mm/h的速度控制籽晶插入熔体中，控制温度使得籽晶不会熔化或者长大，控制提拉速度为0.5-2mm/h的速度向上提拉并转动提拉杆，同时通过降低加热器的功率，控制熔体温度以2-8℃/h的速度进行降温处理；S6、熔体液面高度处理：因为蓝宝石原料熔体具有导电性，通过观察插入熔体内的两个导线上的照明灯的明亮情况，定时添加原料熔体至坩埚内，保证坩埚内部的液面高度始终保持一致；S7、取物：通过观察压力传感器来判断晶体的重量，通过刻度尺来粗略的估计晶体的直径，待晶体生长至合适大小时，将晶体放置在降温室内以20-90℃/h速度进行降温处理，当晶体降至室温时取出。优选的，步骤S4中抽真空处理采用的是真空泵对装置进行抽真空处理。优选的，步骤S3中加热器通过直流电源进行供电，通过热传导方式给坩埚加热处理。本专利技术提供的一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，与现有技术相比，通过压力传感器和刻度尺的设计，可以判断生长晶体的大小和速率，通过在熔体上设置导线导电照明装置，可以判断熔体内部的液面高度，方便继续添加熔体，保证坩埚内熔体液面保持一致，该蓝宝石晶体生长设备及其工艺，具有结构设计合理、操作简单、安全实用等优点，同时能大幅度提高蓝宝石晶体的生长效率，可以普遍推广使用。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图中：1坩埚、2加热器、3提拉杆、4压力传感器、5籽晶、6蓄电池组、7导线、8照明灯、9刻度板。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术提供了一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，包括坩埚1、加热器2和提拉杆3，所述提拉杆3底部设有压力传感器4，所述压力传感器4底部设有籽晶5，所述坩埚1左侧顶部设有蓄电池组6，所述蓄电池组6上设有导线7，所述导线7上连接有照明灯8，所述照明灯8电性连接于照明灯蓄电池组6，所述压力传感器4底部安装有刻度板9，所述加热器2设置在坩埚1两侧，且对称设置，所述加热器2为电阻加热器，所述籽晶5位于坩埚1中间位置正上方。本专利技术还提供了一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，具体包括以下步骤：S1、原料准备及处理：选定蓝宝石原料，通过超声波清洗原料10-60分钟，将原料洗涤后放入烘干箱，烘干温度选定为90-120℃，烘干后取出原料，将原料放置在坩埚中并检查装置的密封性；S2、真空处理：将装置进行抽真空处理，真空处理采用的是真空泵对装置进行抽真空处理；S3、加热处理：通过加热器将坩埚加热至2100-2200℃，使得坩埚内部的原料全部熔化层成熔体状，加热器通过直流电源进行供电，通过热传导方式给坩埚加热处理；S4、导线处理：控制一个导线延伸至坩埚底部，使得另一根导线刚好接触熔体上表面；S5、结晶处理：控制加热器，保证温度在合适的区间，以6-20mm/h的速度控制籽晶插入熔体中，控制温度使得籽晶不会熔化或者长大，控制提拉速度为0.5-2mm/h的速度向上提拉并转动提拉杆，同时通过降低加热器的功率，控制熔体温度以2-8℃/h的速度进行降温处理；S6、熔体液面高度处理：因为蓝宝石原料熔体具有导电性，通过观察插入熔体内的两个导线上的照明灯的明亮情况，定时添加原料熔体至坩埚内，保证坩埚内部的液面高度始终保持一致；S7、取物：通过观察压力传感器来判断晶体的重量，通过刻度尺来粗略的估计晶体的直径，待晶体生长至合适大小时，将晶体放置在降温室内以20-90℃/h速度进行降温处理，当晶体降至室温时取出。实施例2本专利技术提供了一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，包括坩埚1、加热器2和提拉杆3，所述提拉杆3底部设有压力传感器4，所述压力传感器4底部设有籽晶5，所述坩埚1左侧顶部设有蓄电池组6，所述蓄电池组6上设有导线7，所述导线7上连接有照明灯8，所述照明灯8电性连接于照明灯蓄电池组6，所述压力传感器4底部安装有刻度板9，所述加热器2设置在坩埚1两侧，且对称设置，所述加热器2为电阻加热器，所述籽晶5位于坩埚1中间位置正上方。本专利技术还提供了一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，具体包括以下步骤：S1、原料准备及处理：选定蓝宝石原料，通过超声波清洗原料20-50分钟，将原料洗涤后放入烘干箱，烘干温度选定为100-115℃，烘干后取出原料，将原料放置在坩埚中并检查装置的密封性；S2、真空处理：将装置进行抽真空处理，真空处理采用的是真空泵对装置进行抽真空处理；S3、加热处理：通过加热器将坩埚加热至2120-2180℃，使得坩埚内部的原料全部熔化成熔体状，加热器通过直流电源进行供电，通过热传导方式给坩埚加热处理；S4、导线处理：控制一个导线延伸至坩埚底部，使得另一根导线刚好接触熔体上表面；S5、结晶处理：控制加热器，保证温度在合适的区间，以8-18mm/h的速度控制籽晶插入熔体中，控制温度使得籽晶不会熔化或者长大，控制提拉速度为0.8-1.5mm/h的速度向上提拉并转动提拉杆，同时通过降低加热器的功率，控制熔体温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，包括坩埚(1)、加热器(2)和提拉杆(3)，其特征在于：所述提拉杆(3)底部设有压力传感器(4)，所述压力传感器(4)底部设有籽晶(5)，所述坩埚(1)左侧顶部设有蓄电池组(6)，所述蓄电池组(6)上设有导线(7)，所述导线(7)上连接有照明灯(8)，所述照明灯(8)电性连接于照明灯蓄电池组(6)。

【技术特征摘要】
1.一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，包括坩埚(1)、加热器(2)和提拉杆(3)，其特征在于：所述提拉杆(3)底部设有压力传感器(4)，所述压力传感器(4)底部设有籽晶(5)，所述坩埚(1)左侧顶部设有蓄电池组(6)，所述蓄电池组(6)上设有导线(7)，所述导线(7)上连接有照明灯(8)，所述照明灯(8)电性连接于照明灯蓄电池组(6)。2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，其特征在于：所述压力传感器(4)底部安装有刻度板(9)。3.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，其特征在于：所述加热器(2)设置在坩埚(1)两侧，且对称设置。4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，其特征在于：所述加热器(2)为电阻加热器。5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石晶体生长设备及其工艺，其特征在于：所述籽晶(5)位于坩埚(1)中间位置正上方。6.一种根据权利要求1所述的蓝宝石晶体生长设备及其工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：S1、原料准备及处理：选定蓝宝石原料，通过超声波清洗原料10-60分钟，将原料洗涤后放入烘干箱，烘干温度选定为90-120℃，烘干后取出原料，将原料放置在坩埚(1)中并检查装置的密封性；S2、真空处理：将装置进行抽真空处理；S3、加热处理：通过加热器(2)将坩...

【专利技术属性】
技术研发人员：康森，滕斌，王国强，张吉，倪浩然，陈浩，程佳宝，
申请(专利权)人：天通银厦新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64