[發明專利]磷化銦單晶爐熱偶升降裝置

在審

• 申請號: 201410689349.0
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104404622A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 梁仁和;孫聶楓;孫同年;周世增;王陽;李曉嵐
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十三研究所
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;C30B15/20;C30B15/14
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 米文智

技術領域

本發明涉及單晶爐技術領域，尤其涉及一種磷化銦單晶爐熱偶升降裝置。

背景技術

磷化銦材料具有優良的性能，應用前景廣泛。但是制備出高質量的磷化銦單晶難度較大。目前，國際上普遍應用的磷化銦單晶生長工藝主要有垂直梯度凝固法（VGF）、垂直布里奇曼法（VB）、蒸汽壓控制直拉法（VCz）和液封直拉法（LEC）。無論哪種磷化銦單晶生長工藝，熱場都是生長單晶質量的關鍵因素。熱場調節結果直接影響磷化銦晶體生長時的溫度梯度，從而改變材料中的熱應力，影響位錯密度的大小和分布，晶體生長時的固液界面形狀也會隨之改變，最后加工出的晶片電學參數、光學參數的均勻性也會受到影響。

磷化銦單晶生長溫度為1062℃，單晶爐內氣壓達到4MPa左右，熱場控制難度大。一般的調節方法是在加熱器周圍設置1個或者多個固定熱偶，通過反饋的溫度，依靠操作人員的經驗，來調節加熱器功率，進行單晶生長。這種測量的溫度結果并不是磷化銦單晶生長中的實際溫度，一般都會低于熔體內溫度。同時，熔體內不同位置的溫度也是不同的,不同直徑的單晶生長工藝適用的溫度梯度也是不同的。現有的1個或多個固定與加熱器外部的熱偶是無法測量的。加熱器功率調節只能依靠不太準確的溫度值和人員經驗。這個問題極大影響了磷化銦單晶時的熱場，從而使熱應力、位錯密度、缺陷、固液界面形狀等都會受到影響，生長出的單晶質量不高。另外，不能準確了解爐腔和熔體內各個位置的溫度，也無法對晶體仿真模擬結果進行對比分析，進而影響調整加熱器結構和保溫系統結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種磷化銦單晶爐熱偶升降裝置，所述升降裝置能夠實現液封直拉法磷化銦單晶爐內在線測量爐腔和熔體內不同位置的實際溫度，進行在線精確測量，得到爐腔和熔體的實際溫度，從而改善加熱器和保溫系統的結構、調節加熱器功率，建立良好的熱場。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種磷化銦單晶爐熱偶升降裝置，其特征在于：所述升降裝置包括固定臺、位置指針、標尺、熱偶管、密封組件、絲杠、升降架、傳動組件、動力源和熱偶絲，所述固定臺為中空部件，固定在單晶爐頂蓋上，絲杠位于固定臺內，絲杠的一端與單晶爐頂蓋軸連接，所述傳動組件固定在所述絲杠上，所述動力源位于固定臺的外側，動力源的動力輸出端與傳動組件相嚙合，所述升降架通過絲母與絲杠配合，熱偶管的一端與升降架固定連接，熱偶管的另一端延伸至單晶爐內，熱偶管與所述單晶爐頂蓋的交匯處設有密封組件，所述位置指針固定在所述升降架上，所述標尺固定在所述固定臺上，所述標尺與所述位置指針相對設置，所述熱偶絲位于所述熱偶管內并延伸至單晶爐內。

進一步的技術方案在于：所述動力源為調節手柄或電動機。

進一步的技術方案在于：所述固定臺固定于單晶爐頂蓋上方，呈90°垂直，固定臺上配有限位裝置，且一側為開放式設計，設有觀察口。

進一步優選的技術方案在于：所述固定臺、位置指針、標尺和升降架均為不銹鋼材質，所述熱偶管為剛玉材料制成。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：所述升降裝置用于液封直拉法磷化銦單晶生長工藝，可監控和測量磷化銦單晶生長時爐腔和熔體內不同位置的溫度，進行在線精確測量，得到爐腔和熔體的實際溫度，從而改善加熱器和保溫系統的結構、調節加熱器功率，建立良好的熱場，使熔體內溫度梯度更加合理，生長出殘余應力小、位錯密度低、電學參數均勻的高質量磷化銦晶體，并能利用測量溫度與相關仿真模擬軟件的模擬溫度進行對比。?

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明的結構示意圖；

其中：1、固定臺?2、位置指針?3、標尺4、熱偶管5、密封組件?6、絲杠?7、升降架8、傳動組件9、動力源?10、單晶爐頂蓋?11、熱偶絲。

具體實施方式

下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。