СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛА САПФИРА

1. Способ получения монокристалла сапфира, включающий в себя этапы:
размещения затравочного кристалла и сырьевого вещества в тигле;
помещения тигля в цилиндрический нагреватель, расположенный в печи для выращивания;
нагревания тигля, таким образом, чтобы расплавить все сырьевое вещество и часть затравочного кристалла; и
создания температурного градиента в цилиндрическом нагревателе, при котором температура верхней части выше, чем температура в нижней части, для того чтобы осуществить способ направленной кристаллизации в последовательно кристаллизующемся расплаве,
при этом тигель выполнен из материала, имеющего удельный коэффициент линейного расширения, который позволяет предотвратить возникновение взаимного напряжения, вызванного различием между коэффициентом линейного расширения тигля и коэффициентом линейного расширения монокристалла сапфира, которое возникает в направлении, перпендикулярном к оси роста кристалла, в тигле и монокристалле сапфира, или который способен предотвратить деформацию тигля, вызванную взаимным напряжением без образования кристаллического дефекта, вызванного взаимным напряжением, в монокристалле сапфира.
2. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
3. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до каждой из температур, по выбору, равных или выше, чем комнатная температура, всегда меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
4. Способ по п.1,
дополнительно включающий в себя этапы:
охлаждения внутреннего пространства цилиндрического нагревателя в той же самой печи для выращивания до достижения предварительно заданной температуры посредством уменьшения мощности нагрева цилиндрического нагревателя после кристаллизации расплава; и
размещения тигля в зоне выдержки цилиндрического нагревателя, которая расположена посередине цилиндрического нагревателя, в течение предварительно заданного периода времени для отжига монокристалла сапфира в тигле.
5. Способ по п.2,
дополнительно включающий в себя этапы:
охлаждения внутреннего пространства цилиндрического нагревателя в той же самой печи для выращивания до достижения предварительно заданной температуры посредством уменьшения мощности нагрева цилиндрического нагревателя после кристаллизации расплава; и
размещения тигля в зоне выдержки цилиндрического нагревателя, которая расположена посередине цилиндрического нагревателя, в течение предварительно заданного периода времени для отжига монокристалла сапфира в тигле.
6. Способ по п.3,
дополнительно включающий в себя этапы:
охлаждения внутреннего пространства цилиндрического нагревателя в той же самой печи для выращивания до достижения предварительно заданной температуры посредством уменьшения мощности нагрева цилиндрического нагревателя после кристаллизации расплава; и
размещения тигля в зоне выдержки цилиндрического нагревателя, которая расположена посередине цилиндрического нагревателя, в течение предварительно заданного периода времени для отжига монокристалла сапфира в тигле.
7. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из вольфрама.
8. Способ по п.1,
в котором тигель выполнен из сплава вольфрама и молибдена.
9. Способ по п.2,
в котором тигель выполнен из молибдена.
10. Способ по п.1,
в котором ось роста монокристалла сапфира является c-осью.
11. Устройство для получения монокристалла сапфира, выполненное с возможностью осуществления этапов: размещения затравочного кристалла и сырьевого вещества в тигле; помещения тигля в цилиндрический нагреватель, расположенный в печи для выращивания; нагревания тигля таким образом, чтобы расплавить все сырьевое вещество и часть затравочного кристалла; и создание температурного градиента в цилиндрическом нагревателе, при котором температура верхней части выше, чем температура в нижней части, для того чтобы осуществить способ направленной кристаллизации в последовательно кристаллизующемся расплаве, и
при этом тигель выполнен из материала, имеющего удельный коэффициент линейного расширения, который позволяет предотвратить возникновение взаимного напряжения, вызванного различием между коэффициентом линейного расширения тигля и коэффициентом линейного расширения монокристалла сапфира, которое возникает в направлении, перпендикулярном к оси роста кристалла, в тигле и монокристалле сапфира, или который способен к предотвращению деформации тигля, вызванной взаимным напряжением без образования кристаллического дефекта, вызванного взаимным напряжением, в монокристалле сапфира.
12. Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
13. Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из материала, коэффициент линейного расширения которого в интервале от температуры плавления сапфира до каждой из температур, по выбору, равной или выше, чем комнатная температура, всегда меньше, чем коэффициент линейного расширения монокристалла сапфира, который будет получен, в направлении, перпендикулярном к оси роста, в интервале от температуры плавления сапфира до комнатной температуры.
14.Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из вольфрама.
15. Устройство по п.11,
в котором тигель выполнен из сплава вольфрама и молибдена.
16. Устройство по п.12,
в котором тигель выполнен из молибдена.