[发明专利]一种直接生长蓝宝石整流罩的方法

摘要

本发明公开了一种直接生长蓝宝石整流罩的方法，其具体生长步骤如下：1)在坩埚内加入蓝宝石晶体原料；2)使籽晶杆的轴心线与毛细管导模的轴心线重合，籽晶杆的下端与毛细管导模的上端具有30—50mm的间隙；3)控制炉体进行加热，直至坩埚内的蓝宝石晶体原料熔化，蓝宝石熔液随毛细管导模向上移动至籽晶杆的下端；4)通过纵移机构向上提拉籽晶杆，并带动籽晶杆在水平方向上朝远离毛线管导模的轴心线方向移动，同时使籽晶杆绕其轴心线转动，5)直到整流罩坯料成型后，对炉体进行降温，待降温后将整流罩与籽晶杆一起取下，最后将整流罩坯料从籽晶杆上取下，进行后续打磨处理。本发明能够有效降低加工难度，提高生产效率。

主权项

一种直接生长蓝宝石整流罩的方法，其特征在于：包括蓝宝石结晶生长炉炉体、坩埚、毛细管导模、籽晶杆、籽晶杆移动机构、以及控制系统，所述坩埚设于炉体内，毛细管导模竖直设于坩埚上方，且其下端伸入坩埚内；所述籽晶杆移动机构位于炉体上方，该籽晶杆移动机构包括横移机构、纵移机构以及旋转机构，其中，所述横移机构安装于纵移机构上，通过纵移机构能带动横移机构上下移动，所述旋转机构安装于横移机构上，通过横移机构能带动旋转机构横向移动；在旋转机构下方设有籽晶杆固定架，所述籽晶杆竖直安装在籽晶杆固定架上，通过旋转机构能够带动籽晶杆固定架及籽晶杆绕籽晶杆轴心线旋转；其具体生长步骤如下：1)在坩埚内加入蓝宝石晶体原料；2)通过横移机构和纵移机构使籽晶杆的轴心线与毛细管导模的轴心线重合，籽晶杆的下端伸入炉体内并与毛细管导模的上端具有30—50mm的间隙；3)通过控制系统控制炉体进行加热，直至坩埚内的蓝宝石晶体原料熔化，蓝宝石熔液随毛细管导模向上移动至籽晶杆的下端，同时通过控制系统控制炉体内的温度，使蓝宝石熔液与籽晶杆的下端接触后能够快速结晶；4)当蓝宝石熔液在籽晶杆下端结晶后，通过纵移机构向上提拉籽晶杆，通过横移机构带动籽晶杆在水平方向上朝远离毛线管导模的轴心线方向移动，同时通过旋转机构带动籽晶杆绕其轴心线转动；其中，结晶体上任意一点P，其对应的结晶高度Hp，结晶半径Rp以及旋转速度ωp分别为：Hp=v1t1t1+v1t2t2+...+v1tptp=Σi=1pv1titi---(1)]]>式中v1ti为任意时间段ti对应的提拉速度；Rp=v2t1t1+v2t2t2+...+v2tptp=Σi=1pv2titi---(2)]]>式中v2ti为任意时间段ti对应的晶体水平移动速度；ωp＝ωtp        (3)式中ωtp为时间段tp对应的晶体旋转速度；通过控制系统控制提拉速度、水平移动速度以及旋转速度，使液态晶体在籽晶杆下端的结晶体的下沿连续生长，逐渐形成整流罩坯料；其中：提拉速度为0<v1≤100mm/min，水平移动速度0<v1≤50mm/min，旋转速度；0<ω≤40r/min；5)直到整流罩坯料成型后，通过控制系统控制逐渐降低炉体加热温度，直至停止加热，然后对炉体进行降温，待降温后将整流罩与籽晶杆一起取下，最后将整流罩坯料从籽晶杆上取下，进行后续打磨处理。