泡生法蓝宝石单晶生长工艺与技术(刘成成,纪超,康平,柴喜红,张新峰)思维导图
晶体生长
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一、泡生法生长蓝宝石晶体
晶体生长过程 引晶-扩肩-等径生长-收尾
泡生法晶体炉炉体结构
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二、籽晶杆热交换器水流量及水温的影响
Company Logo源自水冷籽晶热交换器三、加热器功率的影响
晶体生长与坩埚轴线上温度随时间的变化
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发热体维持功率对晶体生长过程中液-固界面的影响 发热体维持功率对晶体生长过程中液
泡生法蓝宝石晶体的生长工艺
蓝宝石单晶体（ 蓝宝石单晶体 α-Al2O3）
蓝宝石的物理性质 晶系 晶格常数（Å） 熔点（℃） 密度（g/cm3）） 比热（cal/g℃） 莫氏硬度 热膨胀系数（/℃） 介电常数 六方晶系 a=4.748 c=12.97 2040 3.98 0.181 9 5.8x10-6 13.2 (⊥c方向) 11.4 (∥c方向)
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维持功率下降过快（冷轴心演变为热轴心 冷轴心演变为热轴心）示意图
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不同方法生长的蓝宝石晶体位错缺陷
收稿日期：２０１９－０４－２２ 基金项目：国家自然科学基金项目 （１１８４７１２２）；河南省科技攻关计划项目（１８２１０２３１０８９５，１９２１０２２１００２７） 作者简介：王娇（１９８５—），女，河南三门峡人，讲师，博士，主要研究方向为功能材料。 通信作者：刘少辉（１９８６—），男，河南洛阳人，副教授，主要研究方向为功能材料，Ｅｍａｉｌ：ｑｑｌｉｕｓｈａｏｈｕｉ＠１６３．ｃｏｍ。
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｄｅｆｅｃｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅｓａｐｐｈｉｒｅｖｉａｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｅｔｈｏｄ
ＷＡＮＧ Ｊｉａｏ，ＬＩＵＳｈａｏｈｕｉ，ＺＨＡＯ Ｌｉｍｉｎ，ＨＡＯ Ｈａｏｓｈａｎ，ＣＨＥＮＧ Ｚｅｙｕ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５１１９１，Ｃｈｉｎａ）
以硅和砷化镓为代表的传统半导体材料大大推动了电子信息技术的发展，给人们的生活带来了巨大的 变化。氮化镓（ＧａＮ）半导体材料具有禁带宽度大、介电常数小、热稳定性好、导热性能好、击穿电场高等优 点［４］，被人们广泛应用于航空航天、通信卫星、新型光源、探测仪器等领域。但 ＧａＮ与 Ｓｉ衬底之间存在着巨 大的晶格失配和热失配，很难在 Ｓｉ衬底上形成高质量的 ＧａＮ材料。蓝宝石晶体衬底与 ＧａＮ晶体具有同样 的结构，目前已经在蓝宝石外延出高质量的 ＧａＮ晶体材料，而 Ｃ面（０００１）的蓝宝石晶片成为最理想的 ＧａＮ 生长的衬底材料［５］。
第 ４期
王 娇，等：不同方法生长的蓝宝石晶体位错缺陷
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方法均存在一定的缺点和局限，难以满足生长大尺寸、高质量、低成本蓝宝石晶体的需求。随着科学技术的 高速发展，市场对蓝宝石晶体材料的尺寸、性能也提出了新的要求。然而，从熔体中生长的晶体往往含有各 种类型的微观或宏观缺陷。本课题主要针对不同方法生长的蓝宝石晶体位错缺陷进行研究，探讨晶体位错 缺陷密度、分布与晶体生长工艺之间的关系，并对相关机制进行阐述。
一种泡生法生长蓝宝石晶体装置及方法[发明专利]
![一种泡生法生长蓝宝石晶体装置及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/68303602551810a6f4248623.png)
专利名称：一种泡生法生长蓝宝石晶体装置及方法专利类型：发明专利
发明人：张岩,付吉国,董伟,赵然,周卫东,曾蕾
申请号：CN201811419787.X
申请日：20181126
公开号：CN109306520A
公开日：
20190205
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种泡生法生长蓝宝石晶体装置及方法，装置包括生长炉炉体，炉体内部下方有底座，底座上方与坩埚托连接，坩埚上方有籽晶杆，坩埚底部有籽晶槽，坩埚外围有测温热电偶，炉体与坩埚之间有保温罩，炉体安装有进气管和出气管，出气管上依次安装有流量控制装置、温度计和气压计。
该泡生法生长蓝宝石晶体方法包括：加热试车步骤、降温模拟阶段、调整与修正步骤、晶体实际生长准备步骤。
申请人：国宏中晶集团有限公司
地址：100089 北京市海淀区长春桥路11号3号楼801
国籍：CN
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泡生法生长蓝宝石晶体生长收尾方法和生长方法[发明专利]
![泡生法生长蓝宝石晶体生长收尾方法和生长方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/30efbefd0408763231126edb6f1aff00bed570da.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510946156.3(22)申请日 2015.12.17C30B 17/00(2006.01)C30B 29/20(2006.01)(71)申请人南京晶升能源设备有限公司地址210000 江苏省南京市南京经济技术开发区恒发路30-1号(72)发明人李辉 于海群 张熠 毛瑞川王辉辉 穆童(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204代理人李昊(54)发明名称泡生法生长蓝宝石晶体生长收尾方法和生长方法(57)摘要本发明公开了一种用于泡生法生长85kg 蓝宝石晶体的收尾工艺，该工艺适用于三段式加热的晶体生长炉。
在该晶体生长工艺中，称重显示重量为45～50kg 时，称重信号在半个小时内急剧上升至70kg 左右，在此阶段晶体拉速降为零，晶体生长工艺进入收尾阶段。
本发明所生长的晶体尾部直径较鸟笼等径晶体的尾部直径大40～50mm，尾部高度在120～140mm 之间。
本发明尾部四寸棒的掏棒长度较传统鸟笼等径晶体的长度每根多20mm 左右，按照85kg 四寸极限掏棒量700mm 计算，两根四寸棒多掏40mm 左右，整体利用率提高6％左右。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 105671630 A 2016.06.15C N 105671630A1.一种泡生法生长蓝宝石晶体生长收尾方法，其特征在于，在晶体生长过程中，当称重信号在半个小时内从45kg上升至70kg时，启动以下步骤：1)控制晶体生长速率不超过1.4kg/h维持25～35h；2)降温并降低功率，对晶体进行退火处理，总体降温时间80～100h；3)自然冷却后充惰性气体，取得所述蓝宝石晶体。
2.根据权利要求1所述的泡生法生长蓝宝石晶体的方法，其特征在于，所述步骤3)自然冷却后充惰性气体，取得所述蓝宝石晶体具体为，自然冷却30～60h后充氩气，15h后充气结束，取出所述蓝宝石晶体。
泡生法蓝宝石单晶生长冷却水系统的水温控制
泡生法蓝宝石单晶生长冷却水系统的水温控制
孙学中;刘瑜
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2017(000)012
【摘要】针对现有的蓝宝石单晶生长冷却水系统的水温控制精度不高、波动范围大和不稳定的问题,经过分析水温变化的滞后特性和炉内温度的变化,提出一套通过比例水阀连续调节由制冷变频机组和中间换热设备双回路混合后冷却水的温度控制方法.在Matlab/Simulink仿真环境中,仿真结果表明,参数自整定模糊PID控制器与常规PID相比具有不依赖系统模型、响应快、控制精度高的优点,且易于PLC控制器实现,使得水温有效的控制在(25±1)℃,适用于蓝宝石单晶生长冷却水系统的水温控制.
【总页数】4页(P123-126)
【作者】孙学中;刘瑜
【作者单位】浙江理工大学机械与自动控制学院,浙江杭州 310018;浙江理工大学机械与自动控制学院,浙江杭州 310018
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
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3.450 kg泡生法蓝宝石晶体成功生长 [J], 欧阳鹏根;张俊;宋建军;付春雷;曹建伟;石刚
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5.改良泡生法生长720 kg级大尺寸蓝宝石晶体 [J], 康森;鲁雅荣;石天虎;滕斌;宽军;李璐;郝文娟;段斌斌
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