CN103328695A - 电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、蓝宝石单晶锭和蓝宝石晶片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及一种蓝宝石晶片。根据实施方式，电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器包括：腔室；坩埚，所述坩埚被包括在所述腔室内并且含有氧化铝熔融物；以及电阻加热的加热器，所述电阻加热的加热器被包括在所述腔室的内部并且用于加热所述坩埚。

Description

电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、蓝宝石单晶锭和蓝宝石晶片
技术领域
本公开涉及一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及一种蓝宝石晶片。
背景技术
对于使用氮化物半导体（例如氮化镓（GaN））的发光二极管（LED）的基板的蓝宝石晶片的需求正在增长，并且与其他基板相比由于蓝宝石晶片的大批量生产力，蓝宝石晶片引起关注。
根据常规技术，将装有高纯度氧化铝（Al2O3）原材料的生长炉加热到约2100°C或更高以熔化该原材料，然后通过使用例如Czochralski方法（下文中，被称作“CZ方法”）、泡生法（Kyropoulos method）、导膜法（EFG）以及垂直水平温度梯度冷却（VHGF）法的各种方法在生长为单晶的晶锭上进行一系列的研磨和抛光处理（例如晶体偏析、研磨、切片、滚磨（lapping）、热处理以及抛光）来制造蓝宝石晶片。
目前，具有相对优良的LED光转换效率特性的大规模生产中的蓝宝石基板的晶向为C-轴，并且，尽管存在蓝宝石基板的晶向在将来可被改变的可能，但是利用根据晶锭的生长方法生长的单晶在产率中的差异并没有改变。产率上的差异将取决于蓝宝石单晶的物理和化学性质以及根据晶体生长方法的特性。
同时，相对于蓝宝石晶锭的生长，CZ方法就单晶的产率而言是优良的方法，其中，使用的基板的晶向与晶体的生长取向相同。
图1为示出了使用常规感应加热的CZ方法制造蓝宝石单晶锭IG的方法的示意图。
通过感应加热的常规CZ方法的蓝宝石晶锭生长器10包括：RF-线环30、铱（Ir）坩埚20和坩埚支架（未示出）。
RF-线环30在Ir-坩埚20的表面上产生感应电流，而高压电流的方向以无线电频率改变。
Ir-坩埚20产生由于感应电流方向上的改变而通过坩埚表面上的应力导致的热，并且Ir-坩埚20可被用作含有高温熔融氧化铝（Al2O3）的熔融槽。
然而，相对于通过使用常规感应加热的CZ方法生长c-轴蓝宝石单晶锭的方法，首先，在常规感应加热的CZ方法中使用Ir-坩埚，蓝宝石单晶的质量会劣化；其次，在常规感应加热的CZ方法中使用Ir-坩埚可能难以生产出较大尺寸和较大比例的蓝宝石单晶锭，并且限制因素可能大大影响绝缘材料的使用，并且可能并不能利用外场源。
首先，下文将根据常规感应加热的CZ方法中的Ir-坩埚的使用，描述蓝宝石单晶的质量劣化中的限制。
在常规感应加热的CZ方法中，由于Ir-坩埚直接产生热，可能难以控制高温熔融氧化铝的温度分布，并且由于局部的加热可能产生气泡。
同样，在常规感应加热的CZ方法中，由于如图1所示自然对流（FC）环很强，所以可能不会促进产生的气泡平稳排出。
常规感应加热的CZ方法中，由于压力会产生在c-轴蓝宝石单晶刻面表面（facet surface）的生长界面和熔融物之间，而生长界面通过FC-环、高温氧化铝的结晶特性和潜热效应而向下凸起，可产生晶体缺陷，例如核刻面（core facet）、杂质、位错蚀坑（EPD）以及条纹（striation）。
同样，由于感应加热引起的自然对流环（FC-环）可呈现出非常复杂的湍流特性（被称为“瑞利-贝纳尔对流”）行为，在使用感应加热的常规CZ方法中难以在生长界面产生恒热和质量传递。因此，位错密度可能非常高，并且完美无气泡的单晶的生长可能是困难的。
常规CZ方法中，由于用作加热元件的Ir-坩埚并不能旋转或上升，因此可能不能诱导高温氧化铝熔融物的对流环上的变化。
此外，常规感应加热的CZ方法中，由于FC-环，生长界面的凝固潜热效应可使生长界面朝向熔融物凸出。因此，当生长晶锭强烈旋转时，根据生长界面和熔融物的高粘度的摩擦力施加的大剪切力可引起晶体缺陷。
其次，下文将根据常规感应加热的CZ方法中Ir-坩埚的使用，描述在得到较大尺寸和较大比例的蓝宝石单晶锭的困难中的限制，以及相对于使用绝缘材料的限制因素以及不能利用外场源的限制。
例如，用于Ir-坩埚的原材料铱是非常有限的材料，并且难以得到用于生长具有150mm直径的单晶的较大尺寸和较大比例的Ir。
同样，根据RF-线圈的应用，常规感应加热的CZ方法在RF-线圈的维修成本中受限，电成本可能较高，且RF-线圈的制造可能很难，以及需要高成本。
此外，常规感应加热的CZ方法中，由于除了坩埚外，在磁场线圈中也产生感应电流，所以可能不会利用外场源，例如磁场和电磁场。
发明内容
各实施方式提供一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、蓝宝石单晶锭以及蓝宝石晶片，其中，相对于高温氧化铝（Al2O3）熔融物的对流环，电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器克服了常规感应加热的CZ方法的控制限制，因此可提高蓝宝石单晶的质量。
各实施方式还提供了一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及一种蓝宝石晶片，在蓝宝石单晶锭生长器中，可得到较大的直径，可降低成本，并且可提高效率。
在一个实施方式中，电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器包括：腔室；坩埚，所述坩埚被包括在所述腔室中，并且含有氧化铝熔融物；电阻加热的加热器，所述电阻加热的加热器被包括在所述腔室的内部，并且用于加热所述坩埚。
在另一个实施方式中，制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法，包括：将多晶氧化铝装入包括在腔室中的坩埚内；通过电阻加热的加热器加热所述坩埚以使所述多晶氧化铝成为氧化铝熔融物；使晶种与熔融氧化铝的上部分接触；自所述晶种使蓝宝石单晶锭生长；以及使生长的晶锭与所述熔融氧化铝分离。
在进一步的另一实施方式中，蓝宝石晶锭可具有约150mm或更大的直径。
在更进一步的另一实施方式中，蓝宝石晶片可具有约150mm或更大的直径。
附图和下文中对一个或多个实施方式进行了详细描述。从说明书和附图以及权力要求中，其他特征将变得明显。
根据本发明的实施方式，首先，可提供一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及蓝宝石晶片，该蓝宝石单晶锭生长器通过克服相对于高温氧化铝熔融物的控制限制，能够提高蓝宝石单晶的质量。
例如，根据实施方式，通过电阻加热方法和坩埚旋转而在生长界面上的传递现象可极大地降低蚀坑位错密度。同样，根据实施方式，通过自然对流和部分强制对流的局部减速效应，可减少单晶锭中的气泡，因此，可提供完美无气泡的单晶锭。根据实施方式，由于生长界面的摩擦力和根据在潜热的排放路径中的变化的应力控制的剪切力，不会产生核刻面。此外，根据实施方式，通过控制生长的晶锭的温度分布可降低晶锭中的裂缝。
其次，根据实施方式，可提供一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及蓝宝石晶片，该蓝宝石单晶锭生长器能够得到较大直径的蓝宝石单晶锭，降低成本并且提高效率。
例如，根据实施方式，与常规RF-线圈感应加热的CZ方法相比，有利于制造具有大直径的蓝宝石晶锭，因此，可提供具有150mm直径或更大的蓝宝石晶锭。同样，该实施方式可提供具有200mm或更长的有效长度、150mm或更大直径的蓝宝石晶锭。
此外，根据实施方式，相对于蓝宝石单晶，根据结晶的C-轴生长技术的建立，可建立其他所有方向（A-轴、R轴以及M轴）中的晶体生长技术。当根据实施方式开发C-轴生长技术时，通过研磨可产生晶锭而不需要进行晶内偏析处理，而晶内偏析处理对于其他生长方法是必须的，因此，通过直径控制建立50%或更高的高圆柱体产率以及生产率的提高可得到具有国际无比竞争力的技术。
根据实施方式，由于未采用Ir-坩埚，可显著地降低辅助材料的成本。此外，根据实施方式，由于就绝缘体的选择和过程变量的利用而言可得到广泛的控制范围，因此可提高研究和开发效果。
附图说明
图1为示出了使用常规感应加热的Czochralski方法制造蓝宝石单晶锭的方法的示意图；
图2为示出了根据实施方式的电阻加热的蓝宝石单晶生长器的示意图；
图3为示出了根据实施方式通过使用电阻加热的Czochralski方法相对于高温氧化铝熔融物的生长界面的传递现象的控制方法以及相对于对流环的控制的示意图；
图4示出了根据实施方式通过使用电阻加热的Czochralski方法制造蓝宝石单晶锭的方法中解释对流环的方法的示意图。
具体实施方式
在实施方式的描述中，应当理解的是：当晶片、装置、卡盘、构件、部件、区域或平面被称为在另一个晶片、装置、卡盘、构件、部件、区域或平面的“上”和“下”时，术语“上”和“下”包括“直接”和“间接”两种含义。此外，在附图的基础上参照“上”和“下”来描述每个元件。
为了便于说明和清晰性，附图中的每个元件的厚度或大小经过改变，每个元件的大小并不完全反映实际大小。
（实施方式）
图2示出了根据实施方式电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器100的示意图。
该实施方式可使用Czochralski方法，其中，按照制造蓝宝石单晶锭的方法，单一晶种可被浸渍在氧化铝熔融物中，然后通过缓慢地提拉晶种可使得晶体生长。
根据实施方式的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器100可包括：腔室（未示出）；坩埚120，其被包括在腔室中，且含有氧化铝熔融物；电阻加热的加热器130，其被包括在腔室的内部，且用于加热坩埚120，以及后加热器（未示出），用于预加热生长的晶锭；以及提拉构件150，在其一端结合晶种S（参见图3）。
腔室提供有空间，在该空间中，进行蓝宝石晶锭IG生长的预定过程。
坩埚120被包括在腔室中，以含有氧化铝熔融物，且可由钨（W）或钼（Mo）形成，然而坩埚120并不限于此。
本实施方式中的坩埚120的材料和形状可设计为与150mm或更大的直径相匹配，因此，可控制熔融物的传导和对流以及热传递机制。
坩埚支架125可被包括在坩埚120的外部，以支撑坩埚120。坩埚支架125被固定且安装在旋转轴127上，并且旋转轴127可提供水平固定（level stationary）的固-液界面，同时通过驱动构件（未示出）而旋转以使坩埚120旋转且上下移动。
电阻加热的加热器130可被包括在腔室中以加热坩埚120。
电阻加热的加热器130使装入坩埚120的多晶蓝宝石块熔融以产生蓝宝石熔融物。
电阻加热的加热器130可由石墨（C）、钨或钼形成，然而电阻加热的加热器130并不限于此。
多重加热的加热器可被用作电阻加热的加热器130，并且电阻加热的加热器130可设计为与300mm的直径相匹配。
辐射隔离体142可被安装在腔室的内部以使电阻加热的加热器130的热量不能释放。隔离体142的材料和形状可被设计为能够得到电阻加热的加热器130和坩埚120的最佳热分布，并且以最小的能量损失使用其能量。
同样，在本实施方式中，挡热板144进一步被包括在隔离体142的外部，从而可防止热朝向腔室外部的释放。根据辐射隔离体142和挡热板144的材料，可改变安装在腔室内部的辐射隔离体142和挡热板144的安装次序。此外，辐射隔离体142和挡热板144并不限于布置在基于坩埚的腔室的侧部，然而辐射隔离体142和挡热板144也可被放置在基于坩埚的腔室的下部和上部。
根据本实施方式的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器100可包括：晶种驱动单元、传感器单元和控制单元。
晶种驱动单元在电阻加热蓝宝石单晶锭生长器100的移动中起到重要作用，并且可包括提拉构件150，其能够使晶种旋转和晶种上升移动并且控制逻辑。
传感器单元具有在电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器100的操作中接收以及发送各种电信号和机械信号的功能，并可包括：传感器部分，其能够进行晶锭的重量传感以及晶锭的侧表面的温度传感以及控制逻辑。
控制单元是基于来自驱动单元和传感器单元的各种信息而进行实际晶体生长的控制逻辑。控制单元可被设计为连接重量和温度的闭合回路型反馈控制逻辑，然而控制单元并不限于此。
根据本实施方式，通过设计适用于设计的装置的热区域（H/Z），可得到最佳的热分布。例如在本实施方式中进行用于开发热区域的计算机模拟，并且通过基于计算机模拟估算对流和热传递，可有效地选择H/Z材料。
同样，本实施方式也使用后加热技术，然而本实施方式并不限于此。例如，反射单元（未示出）可被包括在蓝宝石晶锭的上侧以用于后加热，然而反射单元并不限于此。
此外，本实施方式可进行退火处理以用于去除在生长的晶锭中的位错，然而本实施方式并不限于此。
图3为示出了根据实施方式通过使用电阻加热的Czochralski方法相对于高温氧化铝熔融物的生长界面的传递现象的控制方法以及相对于对流环的控制的示意图；图4示出了根据实施方式通过使用电阻加热的Czochralski方法制造蓝宝石单晶锭的方法中解释对流环的方法的示意图。
根据本实施方式的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器和制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法，通过克服相对于高温氧化铝（Al2O3）熔融物的对流环的对流控制限制可提高蓝宝石单晶的质量。
例如，根据本实施方式，通过电阻加热的方法和坩埚旋转，在生长界面处的传递现象可极大地降低蚀坑位错（EPD）密度。
具体地，本实施方式通过以合适的比例旋转坩埚120和单晶锭IG可诱导强制对流现象，以克服现有技术中控制高温氧化铝熔融物的对流环的限制，以及通过场源和坩埚120上升有效地维持产生的强制对流环而使得熔融物的温度均匀地分布，同时，积累的潜热通过使生长界面的形状平整或朝向晶锭凸起的生长界面可有效地朝向晶锭释放。因此，根据本实施方式，可极大地降低由于提拉以及温度梯度产生的蚀坑位错。
例如，根据本实施方式，蚀坑位错的密度可被降低为1000EA/cm2或更低的量中。
同样，根据本实施方式，通过诱导自然对流和部分强制对流的部分减速而使自然对流和强制对流减速来减少单晶锭中的气泡，因此，可提供完美无气泡的蓝宝石晶锭。
具体地，在本实施方式中，参与角旋转的熔融物的角动量的比例可保持恒定，同时使坩埚120和蓝宝石晶锭IG以相反方向旋转，最后含有气泡的高温氧化铝通过被包括在沿着坩埚120的壁垂直上升的坩埚旋转环（下文，称作“CR-环”）而移动到自由表面。此时，由于生长炉中的低压，气泡可蒸发。
根据晶锭IG的旋转的晶种旋转环（下文，称作“SR-环”）的虹吸效应（pumpingeffect），残余的微气泡不会移动到生长界面。
[等式1]
DS比=晶种旋转环的体积/坩埚旋转环的体积=Vs/Vc
其中，DS比为SR-环的体积与CR-环的体积的比。
[等式2]
MsMc=晶种旋转环的角动量/坩埚旋转环的角动量=VsΦs,m/VcΦc,m
其中，MsMc为SR-环的角动量与CR-环的角动量的比，Φs,m是在SR-环中心处的最大角速度，并且Φc,m为在CR-环中心处的最大角速度。
在本实施方式中，通过得到MsMc值的最佳条件诱导自然对流和部分强制对流的部分减速，因此，可减少单晶锭中的气泡。
同样，根据本实施方式，由于生长界面和熔融物之间的摩擦力以及根据潜热的排放路径中的变化的应力控制的剪切力，而并不产生核刻面。
具体地，根据本实施方式，根据晶锭IG的旋转的SR-环引起的虹吸效应，可控制生长界面以具有平坦或从朝向熔融物凸起的形式向生长的晶体凸起的形式。这样可改变剪切力和刻面方向之间的角度，其中剪切力作用在生长界面和熔融物之间的界面上，并且因此可有利于控制核刻面。
此外，根据本实施方式，通过控制生长的晶锭IG的温度分布，可降低晶锭中的裂缝。
具体地，根据本实施方式，通过调节生长的晶体的密度比使坩埚120至CR上升处，可得到固-液界面的水平固定位置。因此，电阻加热的加热器130的中心和生长界面的位置上的变化被最小化以最大程度低降低晶锭IG在生长界面中的热分布的变化。因此，可防止由于热应力分布中的差异而在生长晶体中可能产生的裂缝。同时，通过使用后加热器可有效地控制晶锭IG的热分布。
同样，根据本实施方式，可得到具有较大直径的蓝宝石晶锭，并且可提供能够降低成本并且提高效率的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、蓝宝石单晶锭以及蓝宝石晶片。
例如，根据本实施方式，与常规RF-线圈感应加热的CZ方法相比，有利于制造具有大直径的蓝宝石晶锭，因此可提供具有150mm直径或更大直径的蓝宝石晶锭和蓝宝石晶片。同样，本实施方式可提供具有200mm的有效长度和150mm或更大的直径的蓝宝石晶锭。
根据本实施方式，相对于蓝宝石单晶，根据结晶的C-轴生长技术的建立，可建立其他所有方向（A-轴、R轴以及M轴）中的晶体生长技术。也就是说，尽管用于LED的蓝宝石基板需要的晶向是变化的，但该技术能够立即确保与LED的晶向相一致。
当根据被实施方式开发C-轴生长技术时，通过研磨可产生晶锭而不需要进行晶内偏析处理，而晶内偏析处理对于其他生长方法是必须的，因此，通过直径控制建立50%或更高的高圆柱体产率以及生产率的提高可得到具有国际无比竞争力的技术。
通过将晶锭圆柱体的重量除以晶锭的重量并且乘以100可得到晶锭圆柱体产率（%）。
根据本实施方式，可提供不具有双/亚晶界的蓝宝石晶锭和蓝宝石晶片。
同样，根据本实施方式，可提供基于晶锭圆柱体在目标取向范围±0.025和平整度±0.1的蓝宝石晶锭。
根据本实施方式，由于未采用Ir-坩埚，可显著地降低辅助材料的成本。
此外，根据本实施方式，由于就隔离体的选择和过程变量的利用而言可得到广泛的控制范围，因此可提高研究和开发效果。
例如，通过利用场源尖头磁铁（cusp magnet）以及根据高温熔融物的行为产生的洛伦兹力，可控制靠近生长界面的边界层和SR-环的形状和位置。
例如，根据本实施方式，当调节施加在磁铁装置的上部线圈和下部线圈的电流比时，零高斯平面是从约40mm降落至约105mm，并且SR-环的洛伦兹力增加。例如，通过将施加到上部线圈和下部线圈的电流比调节在1至2的范围内，可降低零高斯平面且可增加SR-环的洛伦兹力，然而该实施方式并不限于此。措辞“施加到上部线圈和下部线圈的电流比在1至2的范围内”可表示为两个线圈的电流是相同的（1:1）或任意一个线圈的电流是另一个线圈的电流的二倍。例如，施加在上部线圈和下部线圈的电流比可在1:0.5至1:2的范围内，而电流比并不限于此。
当通过增加根据本实施方式的洛伦兹力而增加虹吸的量时，增加从坩埚的底部引入的氧气以增加在蓝宝石晶锭中的氧浓度。
根据本实施方式的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、蓝宝石单晶锭的实施方式以及蓝宝石晶片可得到下列效果。
根据本实施方式，首先，可提供一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及蓝宝石晶片，该蓝宝石单晶锭生长器通过克服相对于高温氧化铝熔融物的控制限制，能够提高蓝宝石单晶的质量。
例如，根据本实施方式，通过电阻加热方法和坩埚旋转而在生长界面上的传递现象可极大地降低蚀坑位错密度。同样，根据实施方式，通过自然对流和部分强制对流的局部减速效应，可减少单晶锭中的气泡，因此，可提供完美无气泡的单晶锭。根据实施方式，由于生长界面的摩擦力和根据在潜热的排放路径中的变化的应力控制的剪切力，不会产生核刻面。此外，根据实施方式，通过控制生长的晶锭的温度分布可降低晶锭中的裂缝。
其次，根据实施方式，可提供一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器、一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法、一种蓝宝石单晶锭以及蓝宝石晶片，该蓝宝石单晶锭生长器能够得到较大直径的蓝宝石单晶锭，降低成本并且提高效率。
例如，根据实施方式，与常规RF-线圈感应加热的CZ方法相比，有利于制造具有大直径的蓝宝石晶锭，因此，可提供具有150mm直径或更大的蓝宝石晶锭。同样，该实施方式可提供具有200mm或更长的有效长度、150mm或更大直径的蓝宝石晶锭。
此外，根据实施方式，相对于蓝宝石单晶，根据结晶的C-轴生长技术的建立，可建立其他所有方向（A-轴、R轴以及M轴）中的晶体生长技术。当根据实施方式开发C-轴生长技术时，通过研磨可产生晶锭而不需要进行晶内偏析处理，而晶内偏析处理对于其他生长方法是必须的，因此，通过直径控制建立50%或更高的高圆柱体产率以及生产率的提高可得到具有国际无比竞争力的技术。
根据实施方式，由于未采用Ir-坩埚，可显著地降低辅助材料的成本。此外，根据实施方式，由于就绝缘体的选择和过程变量的利用而言可得到广泛的控制范围，因此可提高研究和开发效果。
同时，除了发光二极管（LED）外，蓝宝石也是极可能应用于多种工业部门例如电信、传感器以及安全设施的潜在材料，并且通过本实施方式的技术建立具有高生产率的高质量的大直径的蓝宝石材料技术，可用于开发其他应用市场的新产品开发。
前述实施方式中的特征、结构或效果被包括在本发明的至少一个实施方式中，并且并不仅限于本发明的一个实施方式。此外，在每个实施方式中示例的特征、结构或效果可被本领域技术人员组合或修改并应用到本发明的其他实施方式。因此，涉及这些组合和修改的描述也将包括在本发明的范围内。
同样，尽管已参照本发明的优选实施方式具体示出并描述了本发明，但本领域技术人员应当理解的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内，可进行各种形式和细节的改变。因此，本发明的范围并不由本发明的详细说明书来限定，而是由所附权利要求限定，并且在该范围内的差异也将解释为包括在本发明中。

Claims (20)

1.一种电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器，包括：
腔室；
坩埚，所述坩埚被包括在所述腔室内，并且含有氧化铝熔融物；以及
电阻加热的加热器，所述电阻加热的加热器被包括在所述腔室的内部，并且用于加热所述坩埚。
2.根据权利要求1所述的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器，进一步包括：
坩埚支架，所述坩埚支架被包括在所述坩埚的外部；以及
旋转轴，所述旋转轴被包括在所述坩埚支架的下方，
其中，所述旋转轴通过预定的驱动构件而使所述坩埚旋转并上下移动所述坩埚。
3.根据权利要求1或2所述的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器，进一步包括：尖头磁铁，所述尖头磁铁被包括在所述腔室的内部，并且对所述坩埚内的所述氧化铝熔融物施加磁场。
4.根据权利要求1或2所述的电阻加热的蓝宝石单晶锭生长器，进一步包括：后加热器，所述后加热器被包括在所述腔室的内部，且用于加热生长的晶锭。
5.一种制造电阻加热的蓝宝石单晶锭的方法，所述方法包括：
将多晶氧化铝装入包括在腔室中的坩埚内；
通过电阻加热的加热器加热所述坩埚以使所述多晶氧化铝成为氧化铝熔融物；
使晶种与熔融氧化铝的上部分接触；
自所述晶种使蓝宝石单晶锭生长；以及
使生长的晶锭与所述熔融氧化铝分离。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
坩埚支架，所述坩埚支架被包括在所述坩埚的外部；以及
旋转轴，所述旋转轴被包括在所述坩埚支架的下方，
其中，所述旋转轴通过预定的驱动构件而使所述坩埚旋转并上下移动所述坩埚。
7.根据权利要求5或6所述的方法，进一步包括：尖头磁铁，所述尖头磁铁被包括在所述腔室的内部，并且对所述坩埚内的氧化铝熔融物施加磁场。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将施加到所述尖头磁铁的上部线圈和下部线圈的电流比调节在约1:0.5至约1:2的范围内，零高斯平面降低，且晶种旋转环（SR-环）的洛伦兹力增加。
9.根据权利要求5或6所述的方法，其中，通过使生长的晶体和所述坩埚旋转来控制所述氧化铝熔融物的对流环。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，MsMc通过利用下列等式1和2而维持在0.1至0.5的范围内：
[等式1]
DS比=晶种旋转环的体积/坩埚旋转环的体积=Vs/Vc
其中，DS比为SR-环的体积与坩埚旋转环（CR-环）的体积的比。
[等式2]
MsMc=晶种旋转环的角动量/坩埚旋转环的角动量=VsΦs,m/VcΦc,m
其中，MsMc为SR-环的角动量与CR-环的角动量的比，Φs,m为在SR-环中心处的最大角速度，并且Φc,m为在CR-环中心处的最大角速度。
11.根据权利要求5或6所述的方法，进一步包括：用后加热器加热生长的晶锭。
12.一种蓝宝石晶锭，所述蓝宝石晶锭具有约150mm或更大的直径。
13.根据权利要求12所述的蓝宝石晶锭，其中，所述蓝宝石晶锭具有约150mm或更大的直径，并且具有约200mm或更大的有效长度。
14.根据权利要求12或13所述的蓝宝石晶锭，其中，所述蓝宝石晶锭具有约1000EA/cm2或更低的蚀坑位错（EPD）密度。
15.根据权利要求12或13所述的蓝宝石晶锭，其中，所述蓝宝石晶锭无气泡。
16.根据权利要求12或13所述的蓝宝石晶锭，其中，未产生核刻面。
17.一种蓝宝石晶片，所述蓝宝石晶片由蓝宝石晶锭制造，具有约150mm或更大的直径。
18.根据权利要求17所述的蓝宝石晶片，其中，所述蓝宝石晶片具有约1000EA/cm2或更低的蚀坑位错（EPD）密度。
19.根据权利要求17或18所述的蓝宝石晶片，其中，所述蓝宝石晶片无气泡。
20.根据权利要求17或18所述的蓝宝石晶片，其中，未产生核刻面。
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