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第 35卷 第 1期 人 工 晶 体 学 报 V o .l 35 N o. 1 2006年 2月 JOURNAL O F SYNTHET IC CRY STALS F ebruary, 2006 200mm蓝宝石晶体生长工艺研究 于旭东, 孙广年, 张会选, 吕 进, 王进学, 孙 亮 (浙江巨兴光学材料有限公司, 衢州 324004) 摘要: 采用单晶提拉炉成功生长出 200mm @ 180mm 大尺寸 A 2l O3 晶体。探讨 了晶体生 长工艺参数 和晶体 开裂之 间的关系, 并讨论了晶体中的热应力、热应变、温度梯度、提拉速度之间的关系, 分 析了影响晶 体质量主 要是晶体开 裂的原因, 设计出生长大尺寸 A l2O3 晶体的最佳工艺条件。 关键词: 大直径 A l2O3 晶体; 温 度梯度; 晶体开裂 中图分类号: O 78 文献标识码: A 文章编号: 1000-985X ( 2006) 01-0201-05 Study on C rystal G row th Param eters for 200mm Sapphire Single Crysta l YU X u-dong, SUN G uang-nian, ZHANG H ui-xuan, LU J in, WANG J in-xue, SUN L iang ( Zh ejiang Jux ing Op ticalM ater ialsC om pany, Qu zhou 324004, Ch ina) (R eceived 15 June 2005 ) Abstract: A large size A l2 O3 sing le crystalw as g rown by using Kyropouls m ethod in m onocrystal furnace. The re lationsh ip betw een the crystal crack and g row th param eter w as investigated and the relationsh ips am ong the therm al stress, therm a l strain, tem perature g radient and pulling rate w ere also discussed. The crysta l grow th procedure was optim ized. K ey w ords: large size A l2O 3 sing le crysta;l tem perature grad ien;t crysta l crack ing 1 引 言 蓝宝石晶体 ( A-A l2O3 )具有硬度大 (仅次于金刚石 ), 物理化学性质稳定的特点, 是一种耐高温、耐磨损、抗 腐蚀和透光波段宽的优质光功能材料, 还是使用最广泛的氧化物衬底 (主要用作半导体衬底和大规模集成电路 衬底 )材料之一, 可用于微电子-光电子技术、军事、航空航天、通信、医学等领域, 有着广阔的应用前景。 A-A l2 O3 晶体, X射线衍射晶体结构为六方晶胞, 物理化学性质表现为各向异性。本实验通过采用定向 籽晶生长出高质量的蓝宝石单晶, 并对晶体开裂等问题进行了相应的检测分析。 经过计量院测试 2mm 厚的晶片在 250~ 5000nm 透过率可以达到约 80% 以上, 300nm 起超过