[实用新型]一种用于泡生法生长蓝宝石单晶的异形籽晶结构

说明书

本实用新型提供了一种用于泡生法生长蓝宝石单晶的异形籽晶结构。它包括底部异形结构、竖直方向籽晶条结构和籽晶夹结构，底部异形结构异形籽晶结构底部做倒圆角处理，端面与熔体液面接触；竖直方向籽晶条结构为方形或圆柱形，上端安装在籽晶夹结构内，下端与底部异形结构连接；籽晶夹结构连接籽晶和热交换器，底部异形结构与竖直方向籽晶条结构连接。本实用新型底部异形结构的倒圆角处理，可降低引晶环节的工艺时长，提升引晶效率和结晶效率,降低晶体中缺陷密度。异形籽晶可制作成任意晶向，适于生长不同晶向的晶体。

技术领域

本实用新型涉及蓝宝石生长领域，具体涉及一种用于泡生法生长蓝宝石单晶的异形籽晶结构。

背景技术

蓝宝石为氧化铝 (Al₂O₃)单晶，晶体构形为六方晶格结构，常用的晶向有 A向、C向、M向及 R向。由于蓝宝石晶体绝缘、介电常数稳定等特性，同时具有优异的光学性能、物理性能和稳定的化学性能，广泛应用于衬底材料和各种光学元器件、窗口材料等领域。

蓝宝石晶体有多种生长方法，如提拉法、泡生法、热交换法、倒模法、坩埚下降法和温度梯度法。尽管蓝宝石生长方法各种各样，但目前泡生法是缺陷最小，尺寸最易大化的工艺方法。窗口材料和衬底材料对蓝宝石晶体质量的需求是不同的，衬底材料对蓝宝石晶体缺陷的要求较严格，泡生法生长蓝宝石晶体会遗传籽晶的晶格结构和缺陷，同时籽晶与熔体的接触面积影响结晶效率。传统泡生法晶体生长过程中，采用方形或圆柱形籽晶进行引晶操作，引晶完成后通过籽晶热交换器为晶体生长提供结晶驱动力，结晶效率低，熔体中气泡和其他杂质不易排出，从而影响晶体质量。

发明内容

本实用新型的目的在于针对窗口材料和衬底材料对蓝宝石晶体质量的不同需求，提供一种用于泡生法生长蓝宝石单晶的异形籽晶结构。

本实用新型的目的是这样实现的：它包括底部异形结构、竖直方向籽晶条结构和籽晶夹结构，底部异形结构异形籽晶结构底部做倒圆角处理，端面与熔体液面接触；竖直方向籽晶条结构为方形或圆柱形，上端安装在籽晶夹结构内，下端与底部异形结构连接；籽晶夹结构连接籽晶和热交换器，底部异形结构与竖直方向籽晶条结构连接。

本实用新型还有这样一些特征：

1、所述的底部异形结构包括圆锥形、正梯形棱台、倒梯形棱台、三角锥、圆柱、圆管形或方管形形状的底部结构。

2、所述的底部轴向剖面图的角度为α角，其中α角的范围是5°≤α≤175°。

3、所述的异形籽晶结构表面经粗磨、精磨和抛光加工。

4、所述的异形籽晶结构，圆柱形籽晶干的轴向是C向、M向、A向、R向及其它晶向。

5、所述的异形籽晶结构，其直径范围（或梯形结构对角线）为0~400mm，异形籽晶整体高度为0~300mm。

6、所述的异形籽晶结构，可针对不同需求的蓝宝石产品，通过调节异形籽晶的高度和圆角角度，提高生长速度，异形籽晶结构，适合于泡生法生长不同尺寸的窗口材料及衬底材料。

本实用新型圆锥形、正梯形棱台、倒梯形棱台、三角锥、圆柱、圆管形或方管形等形状的底部结构以及异形结构底部的倒圆角处理，可降低引晶环节的工艺时长，提升引晶效率和结晶效率。通过调节异形籽晶结构的形状、高度（0-300mm）及底部圆角角度（0°-180°），改变晶体生长界面的接触面积，从而提了高晶体的生长速率，降低晶体中缺陷密度。异形籽晶可制作成任意晶向，适于生长不同晶向的晶体。本实用新型的有益效果有：

1.本实用新型籽晶底部异形的设计，有利于熔体内杂质排出，减少晶体内部缺陷，降低位错密度。

2.本实用新型籽晶底部异形的设计，可以增加熔体与籽晶的接触面积，遗传特性好，提高结晶效率。