[00288644]10.000.00kg级大尺寸蓝宝石晶体生长工艺及产品研发
交易价格：
面议
类型：
非专利
技术成熟度：
已有样品
交易方式：
许可转让
联系人：
林念文
所在地：宁夏回族自治区
- 服务承诺
- 产权明晰
-
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
- 如实描述
技术详细介绍
一、成果概况
"10.000.00kg级大尺寸蓝宝石晶体生长工艺及产品研发"项目，符合国家、行业以及自治区产业发展政策，立项准确。项目采用独创双层水冷偏心籽晶杆及夹具、新型热场、稳定的电源及其自动电气自动化<控制系统、冷却水温自动控制技术、原料晶型控制技术等创新性技术，实现了长晶设备和长晶工艺的合理配合，生长出重量达10.000.00kg的C向蓝宝石晶体，其光学透过率达85%以上、位错密度小于50.000.00个/cm2、半峰宽小于13弧秒。
二、项目的主要研究内容
2.1 开发大尺寸蓝宝石晶体生长技术
2.1.1 晶体生长系统整体设计：主要包括电气自动化<控制系统、真空系统、加热体、冷却系统和热屏蔽装置等，重点优化加热体、冷却系统和热屏蔽装置的协同作用，为晶体生长提供均匀、稳定、可控的温场。
2.1.2 引晶、放肩、等径和退火及冷却阶段的工艺研究：在晶体生长不同阶段，研究籽晶的微旋提拉速度以及熔体内温度梯度；长晶阶段，研究精确控制晶体和熔体内温度梯度、热量传输。
2.1.3 采用边旋转边提拉的新型KY法进行蓝宝石晶体生长：研究通过高精度的能量控制配合微旋提拉，使得在整个晶体生长过程中无明显的热扰动。
2.2 均匀、稳定的温场设计
建立起合适的温场是生长高品质大尺寸蓝宝石晶体的关键。蓝宝石晶体生长系统的温场在轴向存在低温区、梯度区、高温区三个区域，在生长大直径单晶时，如何加强低温区的保温，控制梯度区的温度梯度和高温区的过热温度，保证生长界面稳定是本项目的研究重点。
2.3 晶体生长工艺优化
引晶与放肩阶段，研究通过调节热交换器散热能力和加热温度实现对晶体的缩颈和放肩控制；退火阶段，研究晶体强度与温度的变化关系，设计晶体的冷却速率，避免晶体在冷却及后续机械加工过程中出现炸裂现象。
2.4 微观结构分析研究
采用SEM、XRD、XRT等技术手段对晶体微观结构进行研究。通过对晶体位错类型、产生原因和发展规律进行研究，指导结晶生长工艺的调整。对于多晶的产生原因进行研究，减少多晶的影响。研究主要杂质元素的分布情况，以及对于晶体的各项性能的影响。通过微观研究，指导热场设计和工艺的改善方向，合理优化长晶工艺。同时研究不同缺陷对于晶体使用的影响，特别是位错等对于光学和电学特性的影响。
三、项目存在的主要问题、改进意见及进一步深入研究的设想
3.1、存在的主要问题及改进意见
存在的主要问题是晶体开炉合格率达不到生产要求，每月的合格率都低于目标合格率，在对晶体生长数据及长晶情况进行分析之后，发现造成开炉合格率不达标的原因主要有：
（一）开裂：a.温场设计不均匀；b.引晶温度过高或过低；c.降温速率过快。改进意见：a.调整出力配比方式；b.加强对引晶人员的培养；c.调整各降温阶段的降温速率。
（二）气泡：a.长晶速度过快；b.原料融化不充分。改进意见：a.延长液面温度的稳定时间；b.调整不同长晶阶段的长晶速度。
3.2、进一步深入研究的设想
采用新型KY法（CGIC法）制造蓝宝石晶体并实现较大规模的产业化目标，研发出的蓝宝石晶体具有以下特点：（1）质量高、位错密度小、单晶性能好等优良特性；（2）大尺寸蓝宝石晶体的重量可为120.00kg、150.00kg或20.000.00kg。
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