[发明专利]一种M向单晶蓝宝石的制备工艺及M向单晶蓝宝石

权利要求书

1.一种M向单晶蓝宝石的制备工艺，其特征在于，包括：引晶，扩肩生长，等径生长，收尾生长，以及，降温；

其中，

引晶，将固态氧化铝原料装到坩埚内，将装满固态氧化铝原料的坩埚装入炉膛内，将M向籽晶装置于籽晶杆的籽晶夹头，启动真空系统，加热系统，天平，所述固态氧化铝熔化为液态氧化铝；

将所述M向籽晶下降至液态氧化铝的液面以下50mm～80mm，当M向籽晶的末端有方形熔化为圆弧面，将所述M向籽晶插入液面以下5mm～40mm，将所述天平的示数清零；

调节所述加热系统的加热温度，确保所述加热温度落在预置加热温度范围内，在M向籽晶的表面长出单晶蓝宝石晶体；

扩肩生长，当所述单晶蓝宝石晶体的直径达到50mm～70mm后切入扩肩生长，扩肩生长籽晶杆的拉速为0.3mm/h～1mm/h；

等径生长，当天平的示数达到8kg后转为等径生长，籽晶杆的拉速0.3mm/小时～0.7mm/小时；

收尾生长，当天平的示数大于或等于110kg时，将籽晶杆的拉速提高至3mm/小时～5mm/小时，直至所述天平的示数信号维持在100kg，得到单晶蓝宝石晶体；

降温，逐渐减少所述加热系统的加热功率，降温结束后，开炉取单晶蓝宝石晶体。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述调节所述加热系统的加热温度，确保加热温度落在预置加热温度范围内的步骤包括：

判断加热系统的加热温度是否落在预置加热温度范围内；

如果单晶蓝宝石晶体在1分钟～5分钟内快速长出，则将所述加热系统的加热功率增加200瓦～500瓦，恒定2～3小时，重新洗晶；

如果在30分钟内长不出单晶蓝宝石晶体，则将所述加热系统的加热功率减少300瓦～500瓦，恒定2～3小时，重新洗晶；

如果M向籽晶熔化，则将所述加热系统的加热功率减少300瓦～500瓦，恒定2小时～3小时，重新洗晶。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述等径生长的过程中单晶蓝宝石晶体生长速率小于或等于1.0kg/小时。

4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述收尾生长的过程中单晶蓝宝石晶体生长速率小于或等于1.0kg/小时。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述逐渐减少所述加热系统的加热功率，降温结束后，开炉取单晶蓝宝石晶体的步骤包括：

以200瓦/小时-500瓦/小时的速率逐渐减少所述加热系统的加热功率；

当所述加热功率到达0瓦时，将所述单晶蓝宝石晶体自然冷却48小时-60小时后，通入空气，15小时～20小时通气结束，开炉取单晶蓝宝石晶体。

6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述逐渐减少所述加热系统的加热功率，降温结束后，开炉取单晶蓝宝石晶体的步骤包括：

以200瓦/小时-500瓦/小时的速率逐渐减少所述加热系统的加热功率；

当所述加热功率到达0瓦时，将所述单晶蓝宝石晶体自然冷却48小时-60小时后，通入氦气，15小时～20小时通气结束，开炉取单晶蓝宝石晶体。

7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述固态氧化铝熔化为液态氧化铝的步骤包括：

所述加热系统对所述固态氧化铝加热，所述固态氧化铝的温度逐渐升高，所述固态氧化铝逐渐熔化成液态氧化铝；

当所述固态氧化铝全部熔化成液态氧化铝时，所述加热系统的加热温度维持恒定3小时-5小时。

8.一种M向单晶蓝宝石，其特征在于，所述单晶蓝宝石由权利要求1-7任意一项所述的工艺制备而成。

9.根据权利要求8所述的单晶蓝宝石，其特征在于，所述单晶蓝宝石的截面为椭圆形，所述单晶蓝宝石的A向直径大于C向直径。