The utility model relates to a top seed crystal heat exchange method for sapphire crystal growth, which mainly comprises a cylindrical tungsten heater with a lifting heat exchanger. The helium compressed by a helium compressor circulates in the heat exchanger, and the pressure and flow rate of the compressed gas can be adjusted by the process requirements and the heat exchange rod can be adjusted during crystal growth. The position enables the seed crystal to bond better with the melt in the crucible; the lower end of the heat exchange rod is provided with a chuck on which the seed crystal is mounted. The heat exchanger can fix the seed crystal, rotate and pull the crystal. Molybdenum crucible with tungsten insulation system. External photoelectric pyrometer is used to monitor the temperature change in the furnace. The heating power and helium flow rate in the heat exchanger during crystal growth are independently controlled by the programmable automatic control system. The methods of sapphire crystal growth by using the above device mainly include: melt, crystallization, initial stage of crystal growth and cooling growth.
【技术实现步骤摘要】
顶部籽晶热交换法生长蓝宝石晶体
本技术涉及蓝宝石晶体生长
,是一种顶部籽晶热交换法生长蓝宝石晶体的技术。
技术介绍
人造蓝宝石晶体(α-Al2O3)是一种性能优异的晶体材料,具有高硬度、高熔点、稳定的化学性能、良好的机械性能、优良的热传导性和电气绝缘性。在紫外、可见、红外波段范围内均具有高透过率,在3~5μm波段透过率高达85%,因而被广泛应用于高端
,如各种仪表轴承、光学元件、激光器、微电子、光电子产业的衬底材料和军事装置理想的窗口材料等。近年来,国防、军事及红外技术的迅速发展,对蓝宝石晶体材料提出了更高的质量要求。目前,生产高质量LED衬底用蓝宝石晶体的主流技术主要有热交换法、温度梯度法和坩埚下降法等。热交换法生长蓝宝石具有温场稳定、坩埚内部温度梯度小、控制精度与自动化程度高等优点。但现有的热交换技术籽晶位于坩埚底部,引晶时不易观察,容易出现多晶现象;熔体处于生长界面的上部不利于杂质的排出。同时,温场顶部的碳和其他杂质的堆积物掉入坩埚时会堆积在固液界面,形成其它晶核结晶从而导致多晶产生;晶体生长全程中通入氦气,导致晶体中存在大量气泡,气泡的存在引起光散射而降低晶体的光透过性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生长蓝宝石晶体的方法,以解决传统热交换法生长蓝宝石存在大量气泡和容易开裂的难题,本专利技术采用改进的热交换器,在新的生长系统中,在晶体生长初期采用顶部籽晶热交换法引晶以避免寄生成核而导致多晶的产生;晶体引晶、放肩后通过调节加热器氦气流量和加热器功率来精确控制炉内温度和温度梯度,促使晶体继续生长,实现对晶体生长的控制。一种蓝宝石晶体 ...
【技术保护点】
1.一种顶部籽晶热交换法生长蓝宝石晶体,主要包括一个筒形钨加热器,其中设有一个钼制坩埚,外部设有钨保温层,其特征在于:坩埚上方有一个可升降的热交换器,热交换器下端带有一个夹头,其上装有蓝宝石籽晶,保温系统为钨保温层,外接光电高温计,监测炉内温度变化,晶体生长过程中加热功率和热交换器中的氦气流量分别由可编程自动控制系统独立控制。
【技术特征摘要】
1.一种顶部籽晶热交换法生长蓝宝石晶体,主要包括一个筒形钨加热器,其中设有一个钼制坩埚,外部设有钨保温层,其特征在于:坩埚上方有一个可升降的热交换器,热交换器下端带...
【专利技术属性】
技术研发人员:何明珠,杭寅,朱影,张连翰,蔡双,徐民,潘世烈,赵兴俭,韦建,
申请(专利权)人:新疆紫晶光电技术有限公司,
类型:新型
国别省市:新疆,65
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