[發明專利]生產碲化鎘或碲鋅鎘單晶體的方法

有效

• 申請號: 201110365464.9
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN103114335A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 吳召平;高緒彬;徐悟生;江浩川;張明龍
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C30B29/48
• 分類號: C30B29/48;C30B11/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 彭久云

技術領域

本發明涉及一種生產碲化鎘或碲鋅鎘單晶體的裝置和方法，具體地，涉及一種以碲化鎘或碲鋅鎘多晶料為原料，用移動加熱器法生產碲化鎘或碲鋅鎘單晶體的方法。

背景技術

移動加熱器法是一種可在相對較低的溫度下生長碲化鎘或碲鋅鎘單晶的方法，但由于移動加熱器法所長成的單晶體大都性能比較差，需靠后續的退火處理來提高性能，這就需要花費很多額外的時間，而且由于大面積材料內擴散能力的限制，后續的退火處理容易造成晶體的性能發生梯度變化。此外，移動加熱器法長成的晶體內往往含有大量的碲夾雜，這些低夾雜也會降低晶體的性能。

因此，有必要開發一種新的方法來生產性能更好的碲化鎘或碲鋅鎘單晶體。

發明內容

本發明實施例中提供了一種生產碲化鎘或碲鋅鎘單晶體的方法，該方法包括：形成一個包括晶體生長區域和原位退火區域的整體溫度場；將一個裝有富碲材料和碲化鎘或碲鋅鎘多晶材料的坩堝從所述晶體生長區域中通過，在該過程中，坩堝內的富碲材料熔化形成熔區，碲化鎘或碲鋅鎘多晶材料逐漸溶解到所述熔區中，然后冷卻析出碲化鎘或碲鋅鎘單晶體；以及，將所述坩堝從所述原位退火區域中通過，在該過程中對所述晶體生長區域中生成的碲化鎘或碲鋅鎘單晶體進行退火，以降低所述單晶體中的碲夾雜含量。

附圖說明

圖1顯示了一個實施例中一個包括晶體生長區域和原位退火區域的整體溫度場的示意圖、以及未進入所述溫度場時的一個坩堝的示意圖。

圖2顯示了一個實施例中當坩堝經過所述整體溫度場的晶體生長區域時的一個示例性的中間狀態。

圖3顯示了一個實施例中當坩堝經過所述整體溫度場的原位退火區域時的一個示例性的中間狀態。

具體實施方式

以下將對本發明的具體實施方式進行詳細描述。為了避免過多不必要的細節，在以下內容中將不對習知的結構或功能進行詳細的描述。

本文中所使用的近似性的語言可用于定量表述，表明在不改變基本功能的情況下可允許數量有一定的變動。因此，用“大約”、“左右”等語言所修正的數值不限于該準確數值本身。至少在某些情況下，近似性語言可能與測量儀器的精度有關。本文中所給出的數值范圍可以合并或相互交換，除非文中有其它語言限定，這些范圍應包括范圍內所含的子范圍。

本發明中所提及的數值包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數值，此處假設任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。舉例來說，如果說了一個組分的數量或一個工藝參數的值，比如，溫度，壓力，時間等等，是從1到90，20到80較佳，30到70最佳，是想表達15到85，22到68，43到51，30到32等數值都已經明白的列舉在此說明書中。對于小于1的數值，0.0001，0.001，0.01或者0.1被認為是比較適當的一個單元。前述只是想要表達的特別示例，所有在列舉的最低到最高值之間的數值組合均被視為以類似方式清楚地列在本說明書中。

如圖1所示，本發明實施例提供了一個可讓裝載有富碲材料和碲化鎘或碲鋅鎘多晶材料的坩堝202從中通過以獲得碲化鎘或碲鋅鎘單晶體的整體溫度場100。此處所述的整體溫度場是指整個場內溫度高于室溫的具有連續溫度分布曲線的一個溫度場。所述整體溫度場100的溫度分布曲線具有兩個峰值的(該溫度分布曲線如圖1所示)。在坩堝202將要通過的方向101上，所述整體溫度場100內的溫度先以10至100℃/厘米，或更適宜的，以20至60℃/厘米的速度逐漸上升至第一溫度峰值102；然后以10至100℃/厘米，或更適宜的，以20至60℃/厘米的速度逐漸下降；然后再以5至100℃/厘米，或更適宜的，以20至60℃/厘米的速度逐漸上升至第二溫度峰值104；然后以5至100℃/厘米，或更適宜的，以20至60℃/厘米的速度逐漸下降。在一個實施例中，所述第一溫度峰值高于碲的熔點但低于碲化鎘或碲鋅鎘的熔點，所述第二溫度峰值高于所述第一溫度峰值但低于所述碲化鎘或碲鋅鎘的熔點，其中，在一個具體實施例中，碲化鎘的熔點為1092℃，碲鋅鎘的熔點在1092℃至1295℃之間，具體數值取決于碲鋅鎘中的鋅含量。

所述溫度分布曲線的第一和第二溫度峰分別對應晶體生長區域106和原位退火區域108。其中，在所述方向101上具有一定長度且中心位于所述第一溫度峰102附近的一定區域為晶體生長區域106，用來以碲化鎘或碲鋅鎘多晶材料生產碲化鎘或碲鋅鎘單晶體；在所述方向101上具有一定長度且中心位于所述第二溫度峰104附近的一定區域為原位退火區域108，用來對所述晶體生長區域106中生成的碲化鎘或碲鋅鎘單晶體進行在線退火。