[實用新型]應用于水平區熔法生長超高純鍺單晶的設備

有效

• 申請號: 201821879283.1
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN209052803U
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李學洋;董汝昆;普世坤;惠峰;柳廷龍;張朋;鐘文;趙燕;滕文
• 申請（專利權）人: 云南中科鑫圓晶體材料有限公司;昆明云鍺高新技術有限公司;云南鑫耀半導體材料有限公司
• 主分類號: C30B29/08
• 分類號: C30B29/08;C30B13/00
• 代理公司: 昆明祥和知識產權代理有限公司 53114
• 代理人: 施建輝

應用于水平區熔法生長超高純鍺單晶的設備，涉及高純半導體金屬材料的提純。本實用新型包括石英舟、石英管、高頻感應加熱線圈、支架、絲桿以及區熔小車，石英舟放置在石英管內，石英管固定在支架上方；高頻感應加熱線圈設置在區熔小車上，且區熔線圈套裝在石英管外；絲杠固定在支架底部，且與石英管平行；區熔小車設置在絲杠上，且沿絲杠滑動；石英舟內壁上涂有硅涂層。本實用新型中，所述的水平區熔法生長鍺單晶的裝置，能減少鍺料的污染環節，使其對高純的提純效果更加顯著。且該系統裝置加工工藝簡單，結構科學合理，使用安全可靠，能節省一定的人力物力，有益于推進節能環保的發展。

技術領域

本實用新型涉及高純半導體金屬材料的提純，以及高純的單晶材料的生長。

背景技術

《區域熔煉制備高純金屬的綜述》闡明了采用區域熔煉制備高純金屬的理論和方法。區熔法是利用熱能在半導體棒料的一端產生一個熔區，再熔接單晶籽晶，調節溫度讓熔區緩慢地向棒料的另一端移動，通過整根棒料，生長成一根單晶，晶向與籽晶的相同。用此法制備單晶時，設備簡單，與提純過程同時進行又可得到純度很高和雜質分布十分均勻的鍺晶體。但因與舟接觸，難免有舟成分的沾污，且不易制得完整性高的大直徑鍺單晶。生長單晶體的關鍵在于，將棒狀多晶錠熔化一窄區,其余部分保持固態,在頭部放置一小塊單晶即籽晶，并在籽晶和原料晶錠相連區域建立熔區，然后使這一熔區沿錠的長度方向移動，使整個晶錠的其余部分依次熔化后又結晶，移動晶錠或加熱器使熔區朝晶錠長度方向不斷移動，從而制得高純度的晶體。

發明內容

基于上述分析，本實用新型所要解決的就是在現有區熔設備的基礎上，實用新型制作有利于單晶生長的區熔石英舟裝置，并在該石英舟前端配置可安放籽晶的位置結構，該石英舟裝置具備區熔和單晶生長形成的性能結構。

本實用新型的應用于水平區熔法生長超高純鍺單晶的設備，其特征在于該設備包括石英舟、石英管、高頻感應加熱線圈、支架、絲桿以及區熔小車，石英舟放置在石英管內，石英管固定在支架上方；高頻感應加熱線圈設置在區熔小車上，且區熔線圈套裝在石英管外；絲杠固定在支架底部，且與石英管平行；區熔小車設置在絲杠上，且沿絲杠滑動；石英舟內壁上涂有硅涂層。

通過在石英舟內壁上涂一層硅涂層，有效避免石英舟的物質在區熔過程中混入鍺單晶；同時，將區熔線圈設置在區熔小車上，可以通過移動區熔小車帶動區熔線圈移動，同時將區熔小車安裝在絲杠上，當需要移動區熔小車時，轉動絲杠，即可帶動區熔小車移動。

所述的區熔小車底部設置有伸縮桿，伸縮桿底部設置有螺母，螺母的螺紋與絲杠螺紋匹配，轉動絲桿，即可通過螺紋帶動區熔小車移動，需要時，可以通過調整伸縮桿長度，調整區熔小車的高度。

所述的石英管兩端分別設置有進氣口和排氣口，用于進出高純氣體。

所述的支架一端的底部還設置有升降裝置，升降裝置包括固定塊和收縮桿，固定塊放置在臺面上，收縮桿頂部與絲杠一端連接，底部固定在固定塊上，通過升降裝置調整支架的傾斜角度，調節合適的單晶生長角度。

本實用新型中，所述的水平區熔法生長鍺單晶的裝置，能減少鍺料的污染環節，使其對高純的提純效果更加顯著。且該系統裝置加工工藝簡單，結構科學合理，使用安全可靠，能節省一定的人力物力，有益于推進節能環保的發展。

附圖說明

圖1為本實用新型的系統結構示意圖。

其中，石英舟1，石英管2，高頻感應加熱線圈3，支架4，絲桿5，區熔小車6，伸縮桿7，進氣口8，排氣口9，升降裝置10。

具體實施方式