[发明专利]一种多片式导模法蓝宝石晶片生长工艺

摘要

本发明公开了一种多片式导模法蓝宝石晶片生长工艺，包括以下步骤，S01，蓝宝石原料处理；S02，装炉；S03，抽真空及充氩气；S04，升温；S05，引晶及缩颈；S06，扩肩；S07，等径生长；S08，降温。本发明采用EFG法（Edge-DefinedFilm-FedGrowth，EFG），通过设计最佳的模具分布与装炉工艺，结合科学的晶体生长控制程序，运用合理的周向及轴向温度梯度，同步生长出多片的优质片状蓝宝石单晶。

主权项

一种多片式导模法蓝宝石晶片生长工艺，其特征在于，包括以下步骤，S01，蓝宝石原料处理：将Al₂O₃料块在800℃~1000℃保温5小时~20小时氧化气氛条件下烘干处理，将烘干后的Al₂O₃料块装入钼制坩埚中并盖好坩埚盖； S02，装炉：将籽晶块和蓝宝石晶片生长模具装入钼制坩埚中固定，将籽晶块固定在籽晶夹上，随后将钼制坩埚放入钨发热体中，将石墨硬毡保温罩空烧除尘后，套放在钨发热体外，籽晶固定后校正籽晶杆，使籽晶杆垂直于蓝宝石晶片生长模具，并且籽晶杆位于蓝宝石晶片生长模具正中间；S03，抽真空及充氩气：关上放气阀和炉门，打开总电源，开启真空泵进行抽真空，真空度达到3Pa ～10Pa时关闭真空设备，缓慢充氩气至标准大气压；然后再次抽真空至3Pa ～10Pa，再次缓慢冲入氩气至标准大气压；S04，升温：首先检查晶体生长炉的控制阀门是否在阀门相应的位置，然后打开加热电源开始分阶段升温；S05，引晶及缩颈：待模具口的籽晶料粒熔化，过热后将籽晶摇下，对籽晶进行烤晶后开始引晶，使籽晶块与熔体充分熔接并向上提拉籽晶，籽晶被提拉到一定高度后，升高加热功率，使已拉出的晶体缓慢变细实现籽晶缩颈；S06，扩肩：步骤S05后，将籽晶杆提拉速率调至扩肩限定速度，通过扩肩降温使晶体沿着籽晶从模具中间向上缓慢生长；S07，等径生长：扩肩结束后，进行等径生长，提高拉速，在温场稳定的情况下，等径生长时的加热功率和提拉速率保持不变；S08，降温：等晶体完全脱离模具口时停止提拉，开始降温，待加热功率降到降温功率限定范围时，关闭加热电源。