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一種泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝及其應(yīng)用的制作方法

文檔序號:12545521閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝,其特征在于:該工藝包括如下步驟:

(1)在泡生法生長大尺寸晶體過程中,在晶體生長的收尾階段,將提拉速度增加50%-200%,并通過降低降溫速率,放慢晶體生長速度,以防止晶體底部生長過快和底部直徑較大,凸出較多,降低粘鍋程度;

(2)當(dāng)晶體重量生長至比投料量少3-15kg時,此時進行晶體的脫堝操作;

(3)晶體脫堝操作:進行晶體脫堝時,保持收尾階段的提拉速度,同時升高坩堝加熱功率100W-10KW,并保持該功率5-30分鐘;

(4)保持步驟(3)的加熱功率不變,在步驟(3)的提拉速度基礎(chǔ)上,進一步將提拉速度增大5-50倍,該條件下運行20-60分鐘;

(5)采用手動方式將提拉桿上提3-20mm,使晶體脫離坩堝底部,在坩堝內(nèi)處于懸空狀態(tài);

(6)晶體懸空后,恢復(fù)坩堝加熱功率至長晶結(jié)束時的功率值,停留觀察20-60分鐘,確保晶體一直處于懸空狀態(tài),沒有出現(xiàn)二次粘堝和剮蹭坩堝壁現(xiàn)象,之后進入降溫退火階段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝,其特征在于:步驟(1)中,將收尾階段的降溫速率控制為等徑生長階段降溫速率的50%-90%,或者暫停降溫程序,從而將收尾階段晶體生長速度控制為等徑時期最大生長速度的50%-90%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝,其特征在于:所述泡生法生長大尺寸晶體過程依次為引晶、擴肩、等徑生長和收尾過程,其中:所述引晶過程為:待坩堝內(nèi)所投入的高純α-Al2O3原料加熱熔化后,下降籽晶桿,使籽晶下端與熔體上表面中心接觸,并確保熔體能夠在合適的溫度下沿著籽晶結(jié)晶;所述擴肩過程為:籽晶端部的熔體以籽晶為核心在軸向向下生長的同時在徑向向四周生長,擴肩階段無需旋轉(zhuǎn),但需要以所需的提拉速度緩慢上提籽晶桿;所述等徑生長過程為:晶體在熔體內(nèi)自上而下準(zhǔn)靜態(tài)生長,該過程中也需以所需要的提拉速度緩慢向上提拉籽晶桿,無需旋轉(zhuǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝,其特征在于:所述擴肩過程和等徑生長過程中,根據(jù)實際需要設(shè)定籽晶桿提拉速度和坩堝加熱功率的下降速率,坩堝加熱功率的下降速率即降溫速率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝,其特征在于:當(dāng)采用泡生法生長大尺寸藍寶石單晶時,在晶體生長過程中的擴肩階段,籽晶桿提拉速度為0.2-1mm/h,坩堝加熱功率的下降速率,即降溫速度為10-60W/h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡生法生長大尺寸晶體的收尾脫堝工藝的應(yīng)用,其特征在于:該工藝用于泡生法生長大尺寸藍寶石晶體,還適合泡生法生長YAG系列晶體、鈦寶石或閃爍晶體等高熔點、大尺寸晶體。

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