[发明专利]一种泡生法蓝宝石晶体生产工艺

摘要

本发明主要通过利用一种特定的“坐锅”收尾及补温提脱的长晶工艺，最大程度的缓解底部中心馒头状气泡，甚至是生长出完全无气泡的优质晶体。特别的，底部凸起为圆环或者圆环阵列的水滴形晶体，凸起部分可有效降低晶体掉晶后的开裂概率，实现完整无气泡晶体的生长。

主权项

1.一种泡生法蓝宝石晶体生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：1）、用酒精和/或无尘布和/或铜丝刷和/或工业吸尘器清理炉膛及保温层；2）、在洁净室将纯度为5N氧化铝原料装到坩埚内，用干净塑料布封装待用；3）、将装满原料的坩埚装入炉膛内，将A向籽晶装置于籽晶夹头，并旋接于籽晶杆上，完成籽晶杆对中后合炉，抽真空并检漏；4）、根据不同的热场及原料，确定化料工艺并进行升温；5）、原料熔化后，保持熔体在高温条件下恒定3～5小时；6）、下将籽晶，根据液流速度、液流线粗细、有无浮岛及浮岛大小、籽晶末端是否有熔化及籽晶末端的亮度、炉内热电偶温度变化情况判断熔体温度是否适合引晶；7）、待合适引晶后将籽晶下降至液面以下20～80mm，控制籽晶末端由方形熔为圆弧面，籽晶透亮，避免黑色沉积物附着；8）、将透亮的籽晶插入液面以下10～40mm，重量清零，恒定10～30min，如果籽晶在固液界面处慢慢长粗3～8mm，认定温度合适；9）、如果在1～5min内快速长出，则根据热场情况增加功率150～500瓦，恒定2～3小时，重新洗晶，重复步骤8；10）、如30min内长不出或者籽晶熔化，降功率300～700瓦，恒定2～3小时，重新洗晶，重复步骤8；11）、当判断长速合适，控制0.1～5mm/h的提拉速度，并伴有5～10min/次/2～3mm的瞬时提拉，直至晶结直径达到50～80mm后切入扩肩生长；12）、 晶体生长根据步骤11）中工艺进行扩肩生长，扩肩长速≤重量的3%～8%，拉速为0.05～1mm/h，重量达到13～15kg后转等径生长，等径生长后停止提拉，晶体生长速度≤1.5kg/h；13）、收尾生长：在称重显示重量M=135～155kg后，重量曲线会由直线变为波浪线，表征晶体触碰到坩埚壁面或者坩埚底部，此时需继续生长H小时，后进入提脱阶段；14）、提脱过程：继续生长H小时后，补温1.5～2kw，等待2小时后给定籽晶杆的拉速；15）、降温：缓慢降低功率，对晶体进行退火处理：降温时间160H‑170H，降温结束后，自然冷却48～60H后充空气或者氩气，15～20H充气结束，开炉取晶体。