САПФИР С R-ПЛОСКОСТЬЮ, СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

1. Пластина монокристаллического сапфира с r-плоскостью, имеющая диаметр, больший или равный 200 мм.
2. Пластина с r-плоскостью по п.1, демонстрирующая отсутствие малоугловой границы.
3. Пластина монокристаллического сапфира с r-плоскостью, имеющая диаметр, больший или равный 300 мм.
4. Пластина с r-плоскостью по п.3, демонстрирующая отсутствие малоугловой границы.
5. Лента монокристаллического сапфира, имеющая по существу ориентацию r-плоскости и ширину, большую или равную 150 мм, и демонстрирующая отсутствие малоугловой границы.
6. Лента монокристаллического сапфира по п.5, имеющая длину более 250 мм, измеренную от шейки.
7. Лента монокристаллического сапфира по п.5, имеющая длину более 400 мм, измеренную от шейки.
8. Лента монокристаллического сапфира по п.5, имеющая длину более 600 мм, измеренную от шейки.
9. Способ формирования спрэда ленты монокристаллического сапфира с r-плоскостью, включающий следующие стадии:
стадию, на которой затравливают расплав кристалла в ориентации r-плоскости;
стадию, на которой затравку вытягивают, чтобы сформировать спрэд, и
стадию, на которой регулируют прирост массы кристалла на протяжении периода времени увеличения ширины спрэда с 0,5 дюйма (1,25 см) до полной ширины, путем ограничения скорости прироста массы в течение любого приращения длины вытягивания на 1 дюйм до менее чем двойной скорости прироста массы для предыдущего приращения длины вытягивания на 1 дюйм (2,5 см).
10. Способ по п.9, где скоростью прироста массы управляют путем регулировки температуры расплава.
11. Способ по п.9, в котором две или более лент с г-плоскостью формируют одновременно.
12. Способ формирования спрэда ленты монокристаллического сапфира с r-плоскостью, включающий:
b
2
стадию, на которой кристалл вытягивают с длины вытягивания 0,5 дюйма (1,25 см) до полной ширины спрэда, при этом скорость прироста массы в течение этого периода описывается уравнением у=ах, где у - скорость прироста массы, х - длина вытягивания кристалла и а и b - константы, и значение r для этого диапазона равно, по меньшей мере, 0,95.
13. Устройство для получения монокристаллического сапфира, содержащее: источник расплава;
формообразователь, сообщающийся по текучей среде с источником расплава, причем формообразователь находится в первой активной тепловой зоне;
изолированную трубу, установленную над формообразователем, причем труба имеет открытый верх и содержит вторую независимо регулируемую тепловую зону; и
изолированную дверцу, установленную наверху трубы, закрывающую, по меньшей мере, 50% площади открытого верха и конструктивно выполненную и расположенную таким образом, чтобы открываться, когда сапфировая лента вытягивается вверх через открытый верх.
14. Устройство по п.13, в котором формообразователь содержит несколько наконечников формообразователя.
15. Способ получения сапфировой ленты с r-плоскостью без малоугловых границ, включающий:
стадию, на которой приспособление с расплавом затравливают затравкой, имеющей ориентацию r-плоскости, практически параллельную продольной оси отверстия формообразователя и параллельную направлению выращивания кристалла;
стадию, на которой кристаллизуют монокристаллический сапфир над формообразователем на межфазной границе расплава; и
стадию, на которой формируют спрэд со скоростью, при которой скорость прироста массы кристалла составляет менее 80% максимальной скорости прироста массы.
16. Способ по п.15, включающий дополнительно:
стадию, на которой монокристаллический сапфир пропускают через первую область, имеющую первый температурный градиент менее примерно 65°С/дюйм (26°С/см); и
последующую стадию, на которой сапфир пропускают через вторую область, имеющую второй температурный градиент менее примерно 20°С/дюйм (8°С/см), где первая область граничит с наконечником формообразователя и имеет длину менее примерно полдюйма, а вторая область граничит с первой и имеет длину, по меньшей мере, один дюйм (2,5 см) и менее примерно 6 дюймов (15 см).
17. Способ по п.16, где первая область имеет первый температурный градиент менее примерно 50°С/дюйм (20°С/см), а вторая область имеет второй температурный градиент менее примерно 16°С/дюйм (6,4°С/см).
18. Способ формирования монокристаллического сапфира с r-плоскостью, включающий следующие стадии:
стадию, на которой приспособление с расплавом затравливают затравкой, имеющей ориентацию r-плоскости, практически параллельную продольной оси отверстия формообразователя и параллельную направлению выращивания кристалла;
стадию, на которой кристаллизуют монокристаллический сапфир над формообразователем, причем монокристаллический сапфир имеет ориентацию r-оси, практически перпендикулярную основной поверхности сапфира;
стадию, на которой монокристаллический сапфир пропускают через первую область, имеющую первый температурный градиент менее примерно 65°С/дюйм (26°С/см); и
последующую стадию, на которой сапфир пропускают через вторую область, имеющую второй температурный градиент менее примерно 16°С/дюйм (6,4°С/см), причем первая область граничит с наконечником формообразователя и имеет длину менее примерно полдюйма, а вторая область граничит с первой областью и имеет высоту менее примерно шести дюймов (15 см).
19. Способ по п.18, где температура центра сапфира до подъема на два дюйма (5 см) выше формообразователя не падает ниже 1850°С.
20. Способ по п.18, где температура центра сапфира до выхода из второй области не падает ниже 1850°С.
21. Способ по п.18, включающий дополнительно стадию, на которой формируют спрэд ленты со скоростью, меньшей или равной 80% максимальной скорости спрэда.
22. Способ по п.18, включающий дополнительно стадию, на которой формируют монокристаллический сапфир, где ориентация основной поверхности сапфира менее двух градусов от [1-102].
23. Способ по п.18, включающий также стадию, на которой формируют монокристаллический сапфир, где ориентация основной поверхности сапфира менее одного градуса от [1-102].
24. Способ получения ленты монокристаллического сапфира с r-плоскостью, включающий следующие стадии:
стадию, на которой приспособление с расплавом затравливают затравкой, имеющей ориентацию r-плоскости, практически параллельную продольной оси отверстия формообразователя и параллельную направлению выращивания кристалла;
стадию, на которой увеличивают ширину ленты при спрэде от 0,5 дюйма (1,25 см) до полной ширины путем регулирования скорости прироста массы на уровне менее 80% максимальной скорости прироста массы; и
стадию, на которой вытягивают часть ленты из наконечника формообразователя до высоты 1 дюйм (2,5 см) выше наконечника формообразователя, при этом подвергая эту часть ленты снижению температуры менее чем на 30°С.
25. Способ по п.24, включающий дополнительно стадию, на которой вытягивают часть ленты из наконечника формообразователя до точки на 6 дюймов (15 см) выше наконечника формообразователя, при этом подвергая эту часть ленты снижению температуры менее чем на 80°С.
26. Способ получения ленты монокристаллического сапфира с r-плоскостью, включающий следующие стадии:
стадию, на которой приспособление с расплавом затравливают затравкой, имеющей ориентацию r-плоскости, практически параллельную продольной оси отверстия формообразователя и параллельную направлению выращивания кристалла;
стадию, на которой увеличивают ширину ленты при спрэде от 0,5 дюйма (1,25 см) до полной ширины путем регулирования скорости прироста массы на уровне менее 80% максимальной скорости прироста массы; и
стадию, на которой вытягивают ленту из наконечника формообразователя в течение, по меньшей мере, одного часа, при этом подвергая ленту снижению температуры менее чем на 30°С.
27. Способ по п.26, включающий дополнительно стадию, на которой вытягивают ленту из наконечника формообразователя в течение шести часов, при этом подвергая эту часть ленты снижению температуры менее чем на 80°С.