1.一种蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将氧化铝装入粘有籽晶的坩埚中,然后将坩埚放置在热交换器顶端,关闭炉体,对炉体进行抽真空或注入稳定气体形成正压;
(2)炉体保持真空或正压,热交换器通入高纯氦气冷却籽晶,石墨加热器升温,直至氧化铝开始熔化;
(3)原料开始熔化后,从炉体底端的进气管道分别通入载体气体和混合气体,维持炉体内压力为10-1-2x105pa,气体从炉体顶端的出气管道排出;所述混合气体包括一氧化碳和二氧化碳;
(4)将炉体内的温度升高至氧化铝完全融化,待温度稳定后,增加热交换器的流量,使晶体开始生长,直至长晶完成;
(5)降低炉体内的温度至晶体全部凝固,同时关闭进气管道和出气管道,待炉体冷却后,取出晶锭。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:所述蓝宝石单晶的生长方法采用的蓝宝石单晶生长装置包括炉体、坩埚、石墨加热器、石墨保温层、热交换器、进气管道和出气管道;
所述炉体内设有腔体,所述石墨加热器位于腔体内,所述坩埚位于石墨加热器内,所述石墨保温层围合在石墨加热器外部,所述热交换器位于坩埚底端;
所述进气管道的一端依次穿过炉体底端和石墨保温层,所述出气管道的一端依次穿过炉体顶端和石墨保温层。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:所述步骤(1)中炉体内真空和正压的压力为10-1pa~2x105pa。
4.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:所述步骤(1)中所述稳定气体包括氮气、氩气或氦气。
5.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:所述步骤(3)中的载体气体为高纯惰性气体,所述高纯惰性气体包括氦气、氩气、氮气或氢气,所述高纯惰性气体的纯度为99.995%以上。
6.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:当炉体内加热场的体积为1-1.5m3时,所述步骤(3)中载体气体的流量为0.15-2l/min。
7.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:当炉体内加热场的体积为1-1.5m3时,所述步骤(3)中混合气体的总流量为50-200ml/min,所述一氧化碳和二氧化碳的流量比为(8000-15000):1。
8.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:所述步骤(4)中将炉体内的温度升高17℃,使氧化铝完全融化,待温度稳定10h后,增加热交换器的流量。
9.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:所述步骤(5)中降低炉体内的温度至晶体熔点温度后,按每小时增加流量0.1l/min的速度增加载体气体和混合气体的流量。
10.根据权利要求1所述的蓝宝石单晶的生长方法,其特征在于:长晶完成后降温退火10h,降温速度为4.5℃/h。