[實用新型]一種用于區(qū)域提純的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721836393.5
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN207958548U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉薇;陳建才;劉世能;孫祥樂;信思樹;李秋妍;李忠良;太云見;趙鵬;黃暉
• 申請（專利權(quán)）人: 云南北方昆物光電科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;仇蕾安

本實用新型涉及一種用于區(qū)域提純的裝置，屬于光電材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述裝置包括移動加熱設(shè)備、背景加熱帶、石英管以及石英舟，主要是通過在石英管表面纏繞背景加熱帶，為錠條提供一個恒定的溫度，從而有利于縮短每個熔區(qū)形成的時間，進(jìn)而大大縮短整個區(qū)域提純過程的時間；由于背景加熱帶的存在，改變了區(qū)域提純過程溫場變化的方式，相應(yīng)地改善了區(qū)域提純的效率，從而提高了錠條的利用率；再者，將石英舟兩端設(shè)計成半圓錐形，有利于降低區(qū)域提純過程中石英舟的破損率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種用于區(qū)域提純的裝置，屬于光電材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

銻化銦是Ⅲ-Ⅴ蔟化合物半導(dǎo)體中禁帶寬度最窄，遷移率最大的材料，其物理、化學(xué)性能穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于紅外探測器及霍爾器件等方面。紅外探測器的量子效率與選用的紅外敏感材料密切相關(guān)，而銻化銦在3μm～5μm波段具有很高的量子效率，加上銻化銦在制備紅外探測器上擁有低成本，銻化銦紅外探測器以其在軍事方面的重要應(yīng)用及在民用方面的廣泛前景，引起了越來越廣泛的關(guān)注。另外，為了適應(yīng)銻化銦紅外焦平面列陣器件向大規(guī)模發(fā)展的趨勢，同時，為了降低紅外探測器器件研制成本并提高生產(chǎn)效率，國內(nèi)外一直在研究發(fā)展大尺寸銻化銦單晶生長技術(shù)。

目前銻化銦單晶生長主要采用常規(guī)的Czochralski(切克勞斯基)法生長，即先將購買的銦和銻熔化并凝固制備成銻化銦多晶材料，再以銻化銦多晶材料為原料進(jìn)行銻化銦單晶的制備。由于購買的銻和銦的純度為6N，銻和銦本身所含有的雜質(zhì)以及工藝操作過程中引入的雜質(zhì)，會導(dǎo)致合成后的銻化銦多晶材料中不僅含有較多的雜質(zhì)，而且雜質(zhì)的分布也不理想，然而雜質(zhì)的存在對銻化銦單晶的性能具有重要的影響，因此，在進(jìn)行銻化銦單晶生長之前需要對所制備的銻化銦多晶材料進(jìn)行提純。

一般采用區(qū)域提純法除去銻化銦多晶材料中的雜質(zhì)元素，提純后銻化銦多晶材料的載流子濃度N≤1×10¹⁴cm^-3(77K)，電子遷移率u≥5×10⁵/V·S(77K)。一塊含有雜質(zhì)的材料，經(jīng)熔化后再慢慢凝固，則固體中各部分的雜質(zhì)濃度并不相同，這就是分凝現(xiàn)象。區(qū)域提純也屬于分凝現(xiàn)象，只是在操作過程中把錠條的一部分熔化成一熔區(qū)，而不是使整個錠條全都熔化，然后把熔區(qū)從錠的一端移動到另一端(一般是保持熔區(qū)長度不變)，即完成一次提純，經(jīng)過數(shù)十次的區(qū)域提純后，分布系數(shù)大于1的p型雜質(zhì)集中錠條的頭部(即區(qū)域提純首先通過的區(qū)域)，分布系數(shù)小于1的n型雜質(zhì)集中于錠條的尾部(即區(qū)域提純最后通過的區(qū)域)，而錠條的中部p型和n型雜質(zhì)含量都很低，則把雜質(zhì)濃度高的部分除去，保留雜質(zhì)濃度低的部分，便達(dá)到提純的目的。

目前，區(qū)域提純方法所采用的裝置包括加熱設(shè)備、移動設(shè)備、石英管和石英舟等部分。區(qū)域提純需要使熔區(qū)相對于錠條移動，為此，既可以通過移動設(shè)備使錠條移動，也可以通過移動設(shè)備使加熱設(shè)備移動；石英舟是錠條的主要載體，放置在石英管內(nèi)部；為了避免錠條在區(qū)域提純過程中發(fā)生氧化，石英管中要充入保護(hù)氣體。但是采用上述裝置進(jìn)行區(qū)域提純的時間較長。

實用新型內(nèi)容

為了縮短區(qū)域提純的時間，本實用新型的目的在于提供一種用于區(qū)域提純的裝置，主要是在石英管的外表面上纏繞帶狀電爐絲，為錠條提供一個恒定的溫度，有利于縮短每個熔區(qū)的形成時間，從而大大縮短整個區(qū)域提純過程的時間，并且有利于提高錠條的利用率。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種用于區(qū)域提純的裝置，所述裝置包括移動加熱設(shè)備、背景加熱帶、石英管以及石英舟。

所述背景加熱帶為帶狀電爐絲。

背景加熱帶纏繞在石英管表面，石英舟置于密封且充有保護(hù)氣體的石英管中，待提純的錠條放在石英舟中，移動加熱設(shè)備由石英管的一端到另一端進(jìn)行往復(fù)運動，實現(xiàn)對錠條不同區(qū)域進(jìn)行加熱。

纏繞背景加熱帶的石英管區(qū)域長度大于石英舟的長度，石英管表面上相鄰兩條背景加熱帶之間的距離大于零，間距優(yōu)選為背景加熱帶的寬度。