特殊軸向需求之3c通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種特殊軸向需求之3C通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長方法，步驟是：將藍(lán)寶石原料放入長晶舟之中，長晶舟放在爐體中，爐體上安裝加熱器，長晶舟在爐體中移動至長晶舟的頭部對應(yīng)加熱器，長晶舟的頭部放入符合3C通訊裝置所需之特殊軸向籽晶；打開真空泵抽氣至工作環(huán)境；加熱器升溫至2050℃以上；籽晶開始微熔后，將長晶舟和爐體相對移動，使熔區(qū)沿著長晶舟由放籽晶的一端向另一端緩慢移動，藍(lán)寶石原料隨加熱器緩慢移動而被加熱熔化，熔化的原料與籽晶或已生長出的晶體依其原本之軸向持續(xù)生長，晶體生長過程逐漸完成；長晶后退火；退火完成后，關(guān)真空泵，壓力回復(fù)；取出晶體。本發(fā)明可以降低成本，簡化加工手續(xù)，並提高晶體利用率。
【專利說明】特殊軸向需求之3C通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石單晶的生長方法，特指一種適用于3C通訊裝置，具有特殊 軸向之藍(lán)寶石單晶的生長方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前市面常見的藍(lán)寶石單晶體長晶法，包含泡生法、熱交換法，皆存在長晶成本過 高，對于3C通訊裝置的藍(lán)寶石屏幕需求發(fā)展造成極大的問題。因應(yīng)3C通訊裝置所需之藍(lán) 寶石屏幕需求發(fā)展，采用長晶成本低之水平區(qū)熔法來降低長晶成本。水平區(qū)熔法具有外形 方正、生長周期短及低耗能的優(yōu)勢。外型方正易于加工，成長周期短及低耗能可降低生長成 本。但因3C通訊裝置所需之藍(lán)寶石屏幕有其特殊之軸向，例如，雖使用A面，但其原本與A 面垂直之C跟Μ面需旋轉(zhuǎn)45度，而傳統(tǒng)之水平區(qū)熔法無法藉由制程或設(shè)備的改善來直接生 長所需的特殊軸向藍(lán)寶石單晶，如圖1所示是傳統(tǒng)水平區(qū)熔法制出的藍(lán)寶石單晶體，導(dǎo)致 后續(xù)X光定位工序復(fù)雜，需依靠特殊治具才可進行加工，如圖2和圖3所示，需往上提一個 角度，并用特殊治具固定住，接著再進行后續(xù)切割加工，加工困難度高，加工率較低，圖3中 圓圈部分為耗損區(qū)，這樣造成高耗損率，生產(chǎn)成本也隨之變高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種特殊軸向需求之3C通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長方 法，以降低成本，簡化加工手續(xù)，並提高晶體利用率。
[0004] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是： 特殊軸向需求之3C通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長方法，其步驟是： 第一步，將藍(lán)寶石原料(料錠）放入長晶舟之中，將長晶舟放在爐體中，爐體上安裝加熱 器，長晶舟在爐體中移動至長晶舟的頭部對應(yīng)加熱器，長晶舟的頭部放入符合3C通訊裝置 所需之特殊軸向籽晶； 第二步，打開真空泵抽氣，直至真空值達(dá)其工作環(huán)境〈7 X l(T5Pa ; 第三步，加熱器升溫至2050°C以上，長晶師確認(rèn)籽晶是否開始微熔； 第四步，籽晶開始微熔后，長晶師啟動自動生長程序，將長晶舟和爐體相對移動，使長 晶舟的熔區(qū)沿著長晶舟由放籽晶的一端向另一端緩慢移動，藍(lán)寶石原料隨加熱器緩慢移動 而被加熱熔化，熔化的原料會與籽晶或已生長出的晶體依其原本之軸向持續(xù)生長，晶體生 長過程也就逐漸完成； 第五步，整個長晶程序完成后，啟動自動退火程序； 第六步，退火完成后，靜置一段時間，依序關(guān)閉真空泵，并通入氬氣（Ar)直至壓力回 復(fù)； 第七步，爐體壓力回復(fù)后，取出晶體。
[0005] 采用上述方案后，本發(fā)明改善傳統(tǒng)的水平區(qū)熔法，研究使用特殊軸向之籽晶來生 產(chǎn)所需之藍(lán)寶石單晶，以達(dá)成降低成本、簡化加工手續(xù)，并提高晶體利用率，突破傳統(tǒng)的水 平區(qū)熔法生長限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是傳統(tǒng)水平區(qū)熔法制出的藍(lán)寶石單晶體結(jié)構(gòu)示意圖（X光定位前）； 圖2是圖1監(jiān)寶石單晶體X光定位后不意圖； 圖3是圖2的側(cè)視圖； 圖4是本發(fā)明生長的藍(lán)寶石單晶體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4的側(cè)視圖； 圖6是本發(fā)明生長用籽晶結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7是圖6的側(cè)視圖； 圖8是本發(fā)明所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本發(fā)明生長示意圖； 圖10是本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0007] 如圖10所示，本發(fā)明揭示了 一種特殊軸向需求之3C通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長 方法，其步驟是： 第一步，將藍(lán)寶石原料5 (料錠）放入長晶舟之中，如圖8所示，將長晶舟1放在爐體2 中，爐體2上安裝加熱器3 ; 調(diào)節(jié)長晶舟1在爐體2中位置，移動至長晶舟1的頭部對應(yīng)加熱器3,長晶舟1的頭部 放入符合3C通訊裝置所需之特殊軸向籽晶4,如圖6和圖7所示，所謂特殊軸向是符合3C 通訊裝置所需的軸向，具體軸向由具體的3C通訊裝置而定； 第二步，打開真空泵抽氣，直至真空值達(dá)其工作環(huán)境〈7 X l(T5Pa ; 第三步，加熱器升溫至2050°C以上，長晶師確認(rèn)籽晶是否開始微熔； 第四步，籽晶4開始微熔后，長晶師啟動自動生長程序； 如圖9所示，將長晶舟1和爐體2相對移動，使長晶舟1的熔區(qū)11沿著長晶舟1由放籽 晶4的一端向另一端緩慢移動，藍(lán)寶石原料5隨加熱器3緩慢移動而被加熱熔化，熔化的原 料會與籽晶4或已生長出的晶體依其原本之軸向持續(xù)生長，晶體生長過程也就逐漸完成； 第五步，整個長晶程序完成后，啟動自動退火程序； 第六步，退火完成后，靜置一段時間（12至24小時），依序關(guān)閉真空泵，并通入氬氣 (Ar)直至壓力回復(fù)； 第七步，爐體壓力回復(fù)后，取出晶體，如圖4和圖5所示。
[0008] 本發(fā)明采用改良式水平區(qū)熔法生產(chǎn)出的藍(lán)寶石晶體，成品本身晶體之X光定位角 度偏差在±0. 5度之內(nèi)，符合3C通訊裝置所使用之藍(lán)寶石單晶需求，定位簡單，并達(dá)成降低 成本簡化加工手續(xù)，耗損率低，提高晶體利用率。
【權(quán)利要求】
1.特殊軸向需求之3C通訊裝置藍(lán)寶石單晶的生長方法，其特征在于步驟是： 第一步，將藍(lán)寶石原料放入長晶舟之中，將長晶舟放在爐體中，爐體上安裝加熱器，長 晶舟在爐體中移動至長晶舟的頭部對應(yīng)加熱器，長晶舟的頭部放入符合3C通訊裝置所需 之特殊軸向籽晶； 第二步，打開真空泵抽氣，直至真空值達(dá)其工作環(huán)境〈7 X l(T5Pa ; 第三步，加熱器升溫至2050°C以上，使籽晶開始微熔； 第四步，籽晶開始微熔后，將長晶舟和爐體相對移動，使長晶舟的熔區(qū)沿著長晶舟由放 籽晶的一端向另一端緩慢移動，藍(lán)寶石原料隨加熱器緩慢移動而被加熱熔化，熔化的原料 與籽晶或已生長出的晶體依其原本之軸向持續(xù)生長，晶體生長過程逐漸完成； 第五步，長晶后退火； 第六步，退火完成后，靜置，依序關(guān)閉真空泵，并通入氬氣直至壓力回復(fù)； 第七步，爐體壓力回復(fù)后，取出晶體。
【文檔編號】C30B13/34GK104195628SQ201410413982
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】劉伯彥, 王曉靁, 劉崇志, 鐘其龍 申請人:廈門潤晶光電有限公司