[發(fā)明專(zhuān)利]導(dǎo)模法同步生長(zhǎng)多條晶體的熱場(chǎng)及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210008917.7
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102560630A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅平;孟智勇;鄭偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 徐州協(xié)鑫光電科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C30B15/24
• 分類(lèi)號(hào): C30B15/24;C30B29/20
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;趙愛(ài)軍

1.一種導(dǎo)模法同步生長(zhǎng)多條晶體的熱場(chǎng)，其至少包括加熱保溫裝置、設(shè)置于加熱保溫裝置內(nèi)部的坩堝和用于提拉籽晶的籽晶夾頭裝置，所述加熱保溫裝置包括設(shè)置于坩堝外周的用于加熱坩堝的發(fā)熱體，其特征在于：

所述坩堝具有相互平行的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁；

所述發(fā)熱體為使所述坩堝的內(nèi)部、與其第一側(cè)壁和第二側(cè)壁等距的位置處溫度相等的結(jié)構(gòu)；

所述坩堝內(nèi)設(shè)置有并排式模具，所述并排式模具包括并排固定在所述坩堝內(nèi)、結(jié)構(gòu)相同的多個(gè)模具片，每一模具片到所述坩堝的第一側(cè)壁、第二側(cè)壁的距離相等，且每一模具片的上表面均與所要生長(zhǎng)的晶體的截面尺寸、形狀相同；

所述并排式模具的上方設(shè)置所述籽晶，所述籽晶底部具有一可與每一模具片的上表面同時(shí)接觸的熔接面，且所述籽晶的熔接面與每一模具片的上表面接觸而形成的接觸面的大小、尺寸相同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱場(chǎng)，其特征在于：所述坩堝為方形體結(jié)構(gòu)，所述發(fā)熱體為與所述坩堝結(jié)構(gòu)匹配的方形體結(jié)構(gòu)，所述坩堝的第一側(cè)壁、第二側(cè)壁到所述發(fā)熱體的內(nèi)壁距離相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱場(chǎng)，其特征在于：所述所要生長(zhǎng)的晶體為片狀或拱形片狀；

每一模具片的上表面均具有與所述坩堝的第一側(cè)壁平行的第一邊緣以及與所述坩堝的第二側(cè)壁平行的第二邊緣，且每一模具片的第一邊緣到所述坩堝的第一側(cè)壁的距離、第二邊緣到所述坩堝的第二側(cè)壁的距離、以及每一模具片的第一邊緣到第二邊緣的距離均相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的熱場(chǎng)，其特征在于：所述籽晶為兩側(cè)具有突起部的T形片狀，該T形片狀的籽晶平行于所述坩堝的第一側(cè)壁、第二側(cè)壁設(shè)置，并到所述坩堝的第一側(cè)壁、第二側(cè)壁的距離相等，所述籽晶的底部表面形成可與每一模具片的上表面同時(shí)接觸的所述熔接面；

所述籽晶夾頭裝置包括分別與所述籽晶兩側(cè)的突起部連接的兩個(gè)鉬制套，所述鉬制套具有用于容納所述籽晶的突起部的圈套結(jié)構(gòu)；所述籽晶的突出部伸入到所述鉬制套的圈套結(jié)構(gòu)內(nèi)，從而將所述籽晶掛在所述鉬制套上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱場(chǎng)，其特征在于：所述加熱保溫裝置還包括石墨硬氈保溫罩，其設(shè)置于所述發(fā)熱體和坩堝的上方，并環(huán)繞設(shè)置在所述籽晶和籽晶夾頭裝置的外圍；所述石墨硬氈保溫罩的表面刷有耐氧化涂層，在所述石墨硬氈保溫罩上設(shè)置有便于觀察晶體生長(zhǎng)的第一觀察窗口和第二觀察窗口，且所述第一觀察窗口和所述第二觀察窗口對(duì)稱(chēng)設(shè)置在所述籽晶的兩側(cè)。

6.一種導(dǎo)模法同步生長(zhǎng)多條晶體的方法，其特征在于，其是采用如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的熱場(chǎng)，通過(guò)導(dǎo)模法直接從熔體中拉制而出多條晶體的方法，包括以下步驟：

將原料裝入單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)的坩堝內(nèi)；

單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)抽真空后，充入保護(hù)氣氛至爐內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；

加熱升溫，至原料溶化為熔體后，恒溫一定時(shí)間；

將籽晶落在并排式模具上，使籽晶底部的熔接面與每一模具片的上表面上的熔體充分熔接，實(shí)現(xiàn)多條晶體的引晶；

經(jīng)縮頸、擴(kuò)肩后，提拉籽晶，使多條晶體進(jìn)行等徑生長(zhǎng)；

多條晶體等徑生長(zhǎng)結(jié)束后，降溫，即得同步生長(zhǎng)的多條晶體。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述“擴(kuò)肩”通過(guò)降溫并低速提拉籽晶的方法實(shí)現(xiàn)，其中，降溫速率為1～2℃/h，提拉速率為0～5mm/h，擴(kuò)肩角度為120°。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：在所述等徑生長(zhǎng)過(guò)程中，保持提拉速率恒定，提拉速率為10～40mm/h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述“單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)抽真空后，充入保護(hù)氣氛至爐內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”的具體操作步驟為：

單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)抽真空至真空度為10^-3Pa，充氬至爐內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，再抽真空至真空度為4×10^-3Pa～8×10^-3Pa后，再次充氬至爐內(nèi)氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述“降溫”的降溫速率為2KW/h～6KW/h。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述晶體為藍(lán)寶石晶體、石榴石或硅單晶。

12.根據(jù)權(quán)利要求6至11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于：所述晶體為片狀或拱形片狀。