藍(lán)寶石帶以及用于生產(chǎn)具有改進(jìn)的尺寸穩(wěn)定性的多個(gè)藍(lán)寶石帶的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開設(shè)及藍(lán)寶石帶W及用于特別是通過邊緣限定薄膜供料生長法巧FG)形成 藍(lán)寶石帶的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 藍(lán)寶石晶體被用于各種用途。例如，藍(lán)寶石帶可被用于各種需求、高性能商業(yè)應(yīng) 用，比如晶片和用于移動(dòng)式電話的屏幕保護(hù)器。對(duì)于藍(lán)寶石帶的進(jìn)一步改進(jìn)，特別是W在帶 之間具有改進(jìn)的尺寸穩(wěn)定性變動(dòng)的方式同時(shí)培植的多個(gè)藍(lán)寶石帶的生產(chǎn)是所希望的。
【附圖說明】
[0003]通過例子示出實(shí)施例，實(shí)施例并不限制在附圖中。
[0004] 圖1包括根據(jù)本公開的實(shí)施例的EFG設(shè)備的例示。
[000引圖2包括根據(jù)本公開的另一個(gè)實(shí)施例的EFG設(shè)備中的模具的布置的例示。
[0006] 圖3包括藍(lán)寶石帶的例示。
[0007] 圖4包括在示例（批次A)中生產(chǎn)的一批次藍(lán)寶石帶的圖像。
[000引圖5包括在示例（批次B)中生產(chǎn)的一批次藍(lán)寶石帶的圖像。
[0009] 圖6包括在示例（批次C)中生產(chǎn)的一批次藍(lán)寶石帶的圖像。
[0010]本領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解，附圖中的元件為簡便和清楚起見示出，并不一定按比 例繪制。例如，附圖中一些元件的尺寸可能相對(duì)于其他元件進(jìn)行了放大，W幫助增進(jìn)對(duì)本發(fā) 明的實(shí)施例的理解。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 與附圖結(jié)合的W下說明提供用于幫助理解本文中公開的教導(dǎo)。W下論述將集中在 教導(dǎo)的具體執(zhí)行和實(shí)施例。該焦點(diǎn)提供用于輔助描述教導(dǎo)并且不應(yīng)該被理解為對(duì)教導(dǎo)的范 圍或適用性的限制。但是，可W基于本申請(qǐng)中公開的教導(dǎo)采用其他實(shí)施例。
[0012] 如在本文中使用的，術(shù)語"C平面藍(lán)寶石"指的是基本平面的單晶體藍(lán)寶石，其C軸 線基本正交于（±10度）材料的主平面表面。一般地，C軸線與主平面表面小于大約1度。
[0013] 如在本文中使用的，術(shù)語"A平面藍(lán)寶石"指的是基本平面的單晶體藍(lán)寶石，其A軸 線基本正交于（±10度）材料的主平面表面。一般地，A軸線與主平面表面小于大約1度。
[0014] 如在本文中使用的，術(shù)語"R平面藍(lán)寶石"指的是基本平面的單晶體藍(lán)寶石，其R軸 線基本正交于（±10度）材料的主平面表面。一般地，R軸線與主平面表面小于大約1度。
[0015] 本文中描述的藍(lán)寶石中晶體平面中的每一個(gè)均是本領(lǐng)域普遍已知的?？蒞理 解的是，如在本文中公開的，晶體薄板相對(duì)于特定平面的特殊定向的敘述包括所有離角 (off-angle)或斜角（mis-angle)、斜切或其中參考平面相對(duì)于另一平面傾斜的類似定向。 例如，通常希望生產(chǎn)具有普通的A平面或C平面定向而包括朝向M平面的所需傾斜或斜切 角的晶體薄板。因此，術(shù)語"A平面"或"C平面"的使用例如包括作為具有任何所需斜切或 斜角定向的一般參考平面的該平面。
[0016]W下表格示出藍(lán)寶石中的共同晶體平面的密勒指數(shù)和d間距：
[0017]表A:
[0018]
[0019] 如本文中所使用的，短語"外部帶"、"外部模具"、"外部藍(lán)寶石帶"、"外部晶體帶" 等在同時(shí)培植的帶的總數(shù)是偶數(shù)時(shí)包括除最內(nèi)部4個(gè)帶之外的所有帶，或者在同時(shí)培植的 帶的總數(shù)為奇數(shù)時(shí)包括最內(nèi)部5個(gè)帶。例如，在適于同時(shí)生長10個(gè)或11個(gè)帶的EFG設(shè)備 中，外部帶將包括位于每一側(cè)面上的3個(gè)最外部帶。類似地，W及如另一個(gè)例子，在適于同 時(shí)生長6個(gè)或7個(gè)帶的EFG設(shè)備中，外部帶將僅包括位于每一側(cè)面上的最外帶。
[0020] 術(shù)語"包括"、"包含"、"囊括"、"含有"、"具有"、"所有"或其任何其他變型旨在覆蓋 非排他性包含物。例如，包括一系列特征的方法、產(chǎn)品或設(shè)備不一定僅受限于那些特征，但 可W包括對(duì)于運(yùn)些方法、產(chǎn)品或設(shè)備未明確列出或固有的其他特征。此外，除非明確相反地 聲明，否則"或"指的是包括在內(nèi)的或而非排他的或。例如，通過W下任一項(xiàng)滿足狀態(tài)A或 B:A是真（或存在）W及B是假（或不存在），A是假（或不存在）W及B是真（或存在）， W及A和B都是真（或存在）。
[0021] 此外一種"或"一個(gè)"的使用用于描述本文中描述的元件和部件。運(yùn)樣做僅是為 了方便W及給出本發(fā)明的范圍的一般含義。除非清楚地表示相反的意思，否則該說明書應(yīng) 當(dāng)被解讀為包括一個(gè)、至少一個(gè)或單個(gè)W及包括多個(gè)，或反之亦然。例如，當(dāng)本文中說明的 是單個(gè)項(xiàng)目時(shí)，一個(gè)W上的項(xiàng)目可被用于取代單個(gè)項(xiàng)目。類似地，當(dāng)本文中說明的是一個(gè)W 上的項(xiàng)目時(shí)，單個(gè)項(xiàng)目替代該一個(gè)w上的項(xiàng)目。
[0022] 除非另作限定，否則本文中所使用的全部技術(shù)和科學(xué)名詞具有與本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的相同的含義。材料、方法和例子僅作為例示，而非旨在限制。 在本文中沒有描述的一定程度上，關(guān)于特定材料和處理動(dòng)作的許多細(xì)節(jié)是常規(guī)的并且可W 在教科書W及晶體并且特別是藍(lán)寶石晶體技術(shù)的其他資料源中找到。
[0023]W下公開描述了形成在每個(gè)同時(shí)生產(chǎn)的帶之間的一致特征的多個(gè)藍(lán)寶石帶的設(shè) 備和方法。例如，在此W前尚未獲知如何形成眾多藍(lán)寶石帶，特別是在帶之間具有一致性的 至少六個(gè)藍(lán)寶石帶，W及特別是如在本文中說明的外部帶。借助于示出但不限制本發(fā)明的 范圍的如下所述的實(shí)施例能夠更好地理解上述構(gòu)思。
[0024] 圖1示出根據(jù)本公開的第一方面的用于通過邊緣限定薄膜供料生長方法巧FG)栽 植多個(gè)晶體帶7特別是藍(lán)寶石晶體帶的設(shè)備5。如圖1所示，設(shè)備5可W包括烙體源10 ;與 烙體源連通的多個(gè)模具20 ;與多個(gè)模具相鄰的多個(gè)第一區(qū)域30 及熱反射屏蔽層50。熱 反射屏蔽層50可W相對(duì)于水平面傾斜。水平面指的是垂直于模具端頭的兩個(gè)垂直延伸的 側(cè)表面28的平面。如在本文中使用的，相對(duì)于水平面傾斜的熱反射屏蔽層包括除與水平面 垂直和平行W外的全部定向。
[00巧]在一些實(shí)施例中，熱反射屏蔽層50可W鄰近模具端頭22和第一區(qū)域30兩者的至 少一部分布置。熱反射屏蔽層50可W包括面向模具的第一表面52和與第一表面52相對(duì) 的第二表面54。熱反射屏蔽層50可被構(gòu)造成將接觸熱反射屏蔽層的第一表面52的熱能朝 向第一區(qū)域30W上的低溫區(qū)域引導(dǎo)（或反射），比如向第二區(qū)域32反射。反射從第一區(qū) 域30福射至低溫區(qū)域的熱可W相對(duì)于具有平行于模具端頭的側(cè)表面的熱屏蔽層的設(shè)備提 高模具W上的第一區(qū)域30的熱梯度。運(yùn)樣，熱反射屏蔽層50可被構(gòu)造成控制反射熱沿橫 向方向和垂直方向的第一熱梯度。運(yùn)與垂直于水平面（或與模具端頭的側(cè)表面平行）的熱 屏蔽層形成對(duì)比，垂直于水平面的熱屏蔽層使其大多數(shù)熱沿橫向方向反射，由此不能控制 反射熱沿垂直方向的熱梯度。通過使熱屏蔽層相對(duì)于水平面傾斜，巨大量的福射熱能夠被 反射至不同于其來源的區(qū)域。
[0026] 如本文中所使用的，"熱梯度"指的是在EFG生產(chǎn)設(shè)備中的兩個(gè)位置之間的距離上 的晶體帶的溫度的平均變化。兩個(gè)位置之間的距離在生產(chǎn)過程期間單晶體藍(lán)寶石沿著其推 進(jìn)的線上測量。例如，在EFG技術(shù)中，設(shè)備中的第一位置與設(shè)備中的第二位置之間的溫差可 W是50攝氏度。熱梯度單位可W是例如"度每厘米"或"度每英寸"。如果沒有指定，溫度 變化是在藍(lán)寶石晶體從第一位置通過梯度穿行至第二位置時(shí)從較高溫度到較低溫度。在具 體的實(shí)施例中，第一熱梯度可W沿著形成平面延伸至少大約10mm、至少大約20mm、至少大 約30mm、至少大約50mm或甚至至少大約100mm的距離。
[0027] 此外，第二熱梯度可W鄰近第一熱梯度定位。第二熱梯度可W比第一熱梯度進(jìn)一 步遠(yuǎn)離模具開口。在具體的實(shí)施例中，第二熱梯度可W小于第一熱梯度。例如，隨著藍(lán)寶石 帶被形成，在第一區(qū)域30中可W比在第二區(qū)域32中更快地冷卻，使得第二區(qū)域32中的第 二熱梯度小于第一區(qū)域30中的第一熱梯度。
[0028] 再次參考圖1，多個(gè)模具中的每一個(gè)可W具有模具開口 24。模具開口 24可W具 有至少大約101. 6mm、至少大約152. 4mm、至少大約203. 2mm或甚至至少大約304. 8mm的寬 度。此外，在一些實(shí)施例中，模具開口 24可W具有至少大約0. 3mm、至少大約0. 5mm、至少大 約1. 0mm、至少大約2. 0mm或甚至至少大約2. 5mm的厚度。模具開口 24的尺寸可W確定通 過模具開口形成的帶的所需的尺寸（寬度和厚度）。本公開的特別的優(yōu)點(diǎn)是在模具開口 24 與在同一EFG培植設(shè)備5內(nèi)同時(shí)形成的每個(gè)藍(lán)寶石帶7的平均厚度之間的小的差異的情況 下形成的藍(lán)寶石帶的能力。例如，在具體的實(shí)施例中，外部帶（和甚至同時(shí)生產(chǎn)的帶中的每 一個(gè)）的平均厚度與模具開口的厚度的比值可W為至少大約0.95 : 1。
[0029] 現(xiàn)在參考圖2,示出EFG設(shè)備內(nèi)的模具開口 25、27、29的布置的一個(gè)實(shí)施例的簡圖。 如圖所示，多個(gè)模具可W布置成多個(gè)模具開口 25、27、29中的至少一個(gè)相對(duì)于多個(gè)模具開 口 25、27、29中的另一個(gè)處于不同的高度。例如，外部模具的模具開口 25可W比內(nèi)部模具 的模具開口 29更高。此外，最內(nèi)部模具可W具有多個(gè)模具開口 25、27、29中的最低模具開 口 29。在一些實(shí)施例中，最外部模具開口 25可W具有比最近的相鄰模具開口 27高至少大 約0. 254mm、至少大約1. 27mm、至少大約2. 54mm、或甚至至少大約3. 81mm的高度。
[0030] 此外，多個(gè)模具中的每一個(gè)可W與相鄰的模具在水平方向上間隔開不大于 609. 6mm、不大于508mm、不大于406. 4mm、不大于大約304. 8mm、不大于大約254mm、不大