[發明專利]一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910425527.1
• 申請日: 2019-05-21
• 公開（公告）號: CN110093667A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 鄭律;馬可軍;俞振中;門楠
• 申請（專利權）人: 浙江森尼克半導體有限公司
• 主分類號: C30B29/48
• 分類號: C30B29/48;C30B23/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

1.一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，包括：

加熱爐，依次包括恒溫區和線性降溫區，所述加熱爐具有貫通所述兩個溫區的爐腔；

石英管，安置在所述加熱爐的爐腔中且二者能夠沿爐腔軸向相對移動，所述石英管具有內腔，一端密閉一端開放；

組合石英舟，由主舟、料舟和長晶套管組成；

所述主舟為一端密閉，另一端有磨砂開口的石英舟，與石英推干相對固定，置于石英管內部；

所述料舟為開放式石英舟，置于主舟內部密閉一端，用于盛放ZnTe的多晶顆粒；

所述長晶套管為具有磨砂口和一根石英棒的組合石英件，其磨砂口可與主舟磨砂口連接密封，磨砂口與石英棒相接處呈尖端狀；

法蘭，所述法蘭可安裝于石英管開放端，法蘭上開有一抽氣孔和一密閉的活塞口，長晶套管的石英棒穿過活塞口且可在保持密閉的條件下軸向移動。

2.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，所述的加熱爐由驅動裝置驅動從而實現相對石英管的移動，所述恒溫區及線性降溫區沿爐腔軸向依次排列。

3.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，還包括設于所述料舟底部和長晶套管尖端的測溫電偶。

4.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，還包括：

控制器，控制器和測溫電偶以及驅動裝置電連，用于獲取所述測溫電偶檢測的內腔溫度數據，并根據獲取到的內腔溫度數據向所述驅動裝置發出調節速率或停止移動的控制信號，以控制加熱爐相對石英管的移動。

5.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，所述加熱爐為電加熱爐，所述裝置還包括：

電源，用于向所述加熱爐供電。

6.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，所述加熱爐可以為水平設置或者豎直設置。

7.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，所述石英管上設有與內腔相通的用于抽真空后向內充氬氣的換氣口。

8.根據權利要求1所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，該裝置具有第一工作狀態和第二工作狀態，在所述第一工作狀態時，所述主舟與長晶套管分離，抽石英管內氣壓至10^-5Pa然后沖入氬氣；在所述第二工作狀態時，主舟與長晶套管通過磨砂口連接，主舟內形成密閉空間，加熱料舟至目標溫度，加熱爐以恒定速度沿軸向移動。

9.根據權利要求8所述的一種氣相生長ZnTe單晶體的裝置，其特征在于，在晶體生長過程中，料舟始終位于恒溫區的范圍內。

10.利用如權利要求1-9任一項中所述的裝置氣相生長ZnTe單晶體的方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)將ZnTe多晶顆粒料放入料舟中，通過法蘭封閉石英管；

b)抽真空至10^-5Pa以下；

c)將石英管充入氬氣至所需壓力；

d)推動長晶套管的石英棒，使長晶套管的磨砂口與主舟的磨砂口組合形成密閉空間；

e)升爐溫至所需溫度；

f)進入穩定工作狀態后，以5-10mm/天的速度軸向移動加熱爐，在爐體移動過程中，保持長晶面固/氣界面溫度恒定；

g)持續2-3天，完成長晶過程。