The invention relates to a multi-slice sapphire feldspar device and a method for the flow atmosphere guiding mold method, including a melting furnace and an atmosphere device. The melting furnace is placed in an atmosphere device, and inert gases are inputted into and out of the atmosphere device in the flow direction. The melting furnace comprises a tray, a holding cylinder (4) arranged on the tray, and a sleeve arranged on the tray. The induction coil (8) on the insulating cylinder (4), the bottom insulating layer (13), the crucible (11), the growth mold unit (10), the seed crystal (6) and the seed crystal pole (1) are successively arranged in the insulating cylinder (4) from bottom to top, and the seed crystal (6) is fixed at the bottom of the seed crystal pole (1) and movably arranged on the top of the growth mold unit (10) through the seed crystal pole (1). Fang. Compared with the prior art, the invention can effectively control the temperature gradient distribution in the interface area of sapphire long crystal, realize the synchronization and consistency of the whole sheet of sapphire crystals (>20 sheets), the growth process can be controlled, and the crystal quality is high.
【技术实现步骤摘要】
流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置及方法
本专利技术属于晶体材料制备
，涉及一种气氛流动状态下多片蓝宝石导模法长晶装置及基于该装置的制备方法。
技术介绍
蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(α-Al2O3)的单晶，又称刚玉，是一种具有集优良光学、物理和化学性能的独特结合体。作为最硬的氧化物晶体，人造蓝宝石由于其光学和物理特性而被运用于各种要求苛刻的领域，可在高温下保持其高强度、优良的热属性和透过率，有着很好的热特性，极好的电气特性和介电特性，且防化学腐蚀。随着科学技术的迅猛发展，人造蓝宝石(Al2O3)晶体已成为现代工业，尤其是微电子及光电子产业极为重要的基础材料，被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)，大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。伴随光学革命的到来，人造蓝宝石作为新材料的领军代表，其光学、理化、机械等性能十分优异，在航天、军工、衬底、医疗器械、精密机械、奢侈品等领域应用十分广泛，其市场正在迅速爆发。LED行业的最大利润和当前市场需求集中在人造蓝宝石衬底片上，促使世界范围内的产能集中转移到衬底领域。目前奢侈品人造蓝宝石概念和医疗器械的发展也正在迅速推动人造蓝宝石的需求。人造蓝宝石晶体生长方法主要采用KY法(Kyropoulosmethod,泡生法)、HEM法(HeatExchangerMethod，热交换法)、EFG法(Edge-definedFilm-fedGrow...
【技术保护点】
1.一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，包括熔炉和气氛装置，所述的熔炉置于气氛装置内，并在气氛装置内输入流动方向为下进上出的惰性气体，所述的熔炉包括托盘、设置在托盘上的保温筒(4)、套设在保温筒(4)上的感应线圈(8)、由下而上依次设置在保温筒(4)中的底部保温层(13)、坩埚(11)、生长模具单元(10)、籽晶(6)以及籽晶杆(1)，所述的籽晶(6)固定在籽晶杆(1)底端，并通过籽晶杆(1)可上下移动地设置在生长模具单元(10)的正上方，所述的坩埚(11)底部设有推杆，并通过推杆可上下移动地设置在生长模具单元(10)的正下方。
【技术特征摘要】
1.一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，包括熔炉和气氛装置，所述的熔炉置于气氛装置内，并在气氛装置内输入流动方向为下进上出的惰性气体，所述的熔炉包括托盘、设置在托盘上的保温筒(4)、套设在保温筒(4)上的感应线圈(8)、由下而上依次设置在保温筒(4)中的底部保温层(13)、坩埚(11)、生长模具单元(10)、籽晶(6)以及籽晶杆(1)，所述的籽晶(6)固定在籽晶杆(1)底端，并通过籽晶杆(1)可上下移动地设置在生长模具单元(10)的正上方，所述的坩埚(11)底部设有推杆，并通过推杆可上下移动地设置在生长模具单元(10)的正下方。2.根据权利要求1所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的生长模具单元(10)包括多个分别与晶体生长区间一一对应设置的晶体生长模具。3.根据权利要求2所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的籽晶(6)为采用m方向的纯蓝宝石晶片，并且所述的籽晶(6)与晶体生长模具的模具口的间距为10-30mm，坩埚(11)初始位置保证晶体生长模具下端不接触坩埚(11)内蓝宝石干料面。4.根据权利要求2所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的保温筒(4)的顶部设有石墨盖板(3)，所述的坩埚(11)上方设有坩埚盖板(9)，该坩埚盖板(9)通过吊杆与石墨盖板(3)连接。5.根据权利要求4所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的坩埚盖板(9)上均匀开设有与晶体生长模具对应的卡槽，所述的晶体生长模具插设固定在对应的模具卡槽中。6.根据权利要求5所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的晶体生长模具上开设有宽度为0.3-0.5mm的模具缝，并且晶体生长模具的高度比对应晶体生长区间的深度小3-5mm。7.根据权利要求6所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的晶体生长模具的材质为高纯钼，由多片钼片组合而成，中间缝隙对应晶体生长的模具缝，顶端呈V型开口。8.根据权利要求1所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的底部保温层(13)的材质为石墨硬毡，所述的坩埚(11)采用钨材质制备，所述的惰性气体包括氩气或氦气，惰性气体采用对角线设置的方式从气氛装置底部进入，顶部流出。9.根据权利要求1所述的一种流动气氛导模法多片蓝宝石长晶装置，其特征在于，所述的籽晶(6)通过籽晶夹头(2)固定在籽晶杆(1)底部，所述的保温筒(4)侧壁设有发热体(5)，所述的坩埚(11)底部设有推杆(12)。10.一种采用权利要求1-9任一所述的装置用于气氛流动状态下蓝宝石导模法长晶方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤1)原料的预处理：准确称量蓝宝石晶体碎晶原料，对各组原料进行干燥处理；步骤2)装料：在干燥洁净的环境下，将经干燥处理后的原料填入坩埚(11)中，并调整好籽晶(6)与晶体生长模具的模具口之间的距...
【专利技术属性】
技术研发人员：王庆国，徐军，罗平，吴锋，唐慧丽，刘军芳，刘斌，王东海，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。