坩堝上升法藍寶石晶體生長理論

現有技術中藍寶石生產工藝存在的能耗高、晶體生長溫度無法精確調控導致的晶體生長緩慢、質量差等問題，我們公司提供了一種坩堝上升法制備高品質藍寶石晶體 的方法，本方法是結合現有藍寶石晶體生長方法之提拉法、泡生法及坩堝下降法等的優缺點進行改進得到的，依據在晶體生長體系中起著支配作用的溫場分布與熱量 輸送原理，通過準確地實時監控不同溫區溫度變化、精確控制坩堝上升速度、籽晶棒上升與旋轉速度及晶體生長過程的監測，從而實現高速高成品率獲取晶體之目 的。

技術方案為：一種坩堝上升法制備高品質藍寶石晶體的方法，根據溫度由高到低的梯次變化將晶體生長爐內部分為四個溫度區，分別為由加熱體加熱的高溫區、坩堝 內氧化鋁熔體的熔體溫區、籽晶棒上所生長晶體與熔體接觸的界面溫區和用冷氣降溫的低溫區，所述高溫區和低溫區之間通過鉬制或鎢制分隔板隔開，可提升的坩堝 穿過分隔板并介于高溫區和低溫區之間，以使籽晶棒和氧化鋁熔體分別處于分隔板的上部和下部；晶體生長過程中，通過控制坩堝的上升速度以及籽晶棒的上升速度 以使坩堝中氧化鋁熔體的液面與高溫區和低溫區的分隔板高度始終保持一致。

技術特點：本技術將爐體內分隔成四個溫度區，通過對四個溫度區的溫度監控并進行調節，以使其具有較佳的溫度梯度，從而準確控制固液界面溫度，提高晶體生長 的較佳熱場方式，進而找到晶體生長較佳途徑，以利于提高晶體生長速度和晶體生長質量；同時，由于通過坩堝升降裝置和籽晶棒升降裝置配合，使得坩堝內氧化鋁 熔體的液面（即晶體生長部位）始終保持在一個位置，可以精確控制其溫度，從而利于晶體的生長。

本技術所涉及不同因素之間關系：

1）坩堝高度隨著晶體生長的變化；

2）液態界面高度隨著晶體生長的變化；

3）籽晶棒的高度隨著晶體生長的變化；

4）四個子熱場之間的溫度關系。

5）晶體生長時間與晶體重量之關系：

6）溫度梯度與晶體重量之關系

7）成品率關系式

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