[發明專利]遞進式改進坩堝壓力差的砷鍺鎘原料合成和單晶生長方法在審
| 申請號： | 202010783301.1 | 申請日： | 2020-08-06 |
| 公開（公告）號： | CN111893575A | 公開（公告）日： | 2020-11-06 |
| 發明（設計）人： | 霍曉青;周傳新;劉禹岑;周金杰 | 申請（專利權）人： | 中國電子科技集團公司第四十六研究所 |
| 主分類號： | C30B35/00 | 分類號： | C30B35/00;C30B1/12;C30B29/10 |
| 代理公司： | 天津中環專利商標代理有限公司 12105 | 代理人： | 王鳳英 |
| 地址： | 300220*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 遞進 改進 坩堝 壓力 砷鍺鎘 原料 合成 生長 方法 | ||
1.一種遞進式改進坩堝壓力差的砷鍺鎘原料合成方法，其特征在于，所述合成方法按照以下步驟完成：
第一步，采用去離子水清洗并烘干石英坩堝，當作第一層原料合成坩堝，將砷、鍺、鎘單質元素放入第一層原料合成坩堝中；
第二步，取一只比第一層原料合成坩堝大的石英坩堝，采用去離子水清洗并烘干后，套裝在第一層原料合成坩堝外，當作第二層原料合成坩堝；先計算出第一層原料合成坩堝和第二層原料合成坩堝之間的空隙體積V；然后按照計算公式：PV=nRT------（1）計算所需要的Cd的物質的量n，單位：mol，進而計算所需Cd的質量，單位：g；
公式（1）中：P是第一層原料合成坩堝和第二層原料合成坩堝之間的空隙氣體的壓強，單位：Pa；R為氣體常數，單位：Pa?m3/(mol?K)；T為氣體的溫度，單位：℃；
原料合成時，氣體的溫度T取930℃-970℃，當計算第一層原料合成坩堝和第二層原料合成坩堝之間的空隙氣體的壓強P等于1.0×105Pa～1.7×105Pa時，按照公式（1）計算所需Cd的質量，投放到第一層原料合成和第二層原料合成坩堝之間；將第一層原料合成坩堝和第二層原料合成坩堝進行抽真空密封；
第三步，取一只比第二層原料合成坩堝大的石英坩堝，采用去離子水清洗并烘干后，套裝在第二層原料合成坩堝外，當作第三層原料合成坩堝；先計算出第二層原料合成坩堝和第三層原料合成坩堝之間的空隙體積V1；然后按照計算公式：P1V1=n1RT1------（2）計算所需要的Cd的物質的量n1，單位：mol，進而計算所需要的Cd的質量，單位：g；
公式（2）中：P1是第二層原料合成坩堝和第三層原料合成坩堝之間的空隙氣體的壓強，單位：Pa；R為氣體常數，T1為氣體的溫度，單位：℃；
氣體的溫度T1取930℃-970℃，當計算第二層原料合成坩堝和第三層原料合成坩堝之間的空隙氣體的壓強P1等于0.3×105Pa～1.0×105Pa時，按照公式（2）將計算所得的Cd的質量投放到第二層原料合成坩堝和第三層原料合成坩堝之間；將第二層原料合成坩堝和第三層原料合成坩堝進行抽真空密封；
第四步，將密封好的第一層原料合成坩堝、第二層原料合成坩堝和第三層原料合成坩堝放入合成爐進行原料合成。
2.一種遞進式改進坩堝壓力差的砷鍺鎘單晶生長方法，其特征在于，所述生長方法按照以下步驟完成：
第一步，采用去離子水清洗并烘干石英坩堝，當作第一層晶體生長坩堝，將砷鍺鎘原料放入第一層晶體生長坩堝中；
第二步，取一只比第一層晶體生長坩堝大的石英坩堝，采用去離子水清洗并烘干后，套裝在第一層晶體生長坩堝外，當作第二層晶體生長坩堝；先計算出第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝之間的空隙體積V2；然后按照計算公式：P2V2=n2RT2------（3）計算所需要的Cd的質量n2，單位：mol，進而計算所需要的Cd的質量，單位：g；
公式（3）中：P2是第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝之間的空隙氣體的壓強，單位：Pa；R為氣體常數，T2為第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝之間氣體的溫度，單位：℃；
氣體的溫度T2取670℃-780℃，當計算第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝之間的空隙氣體的壓強P2等于0.8×105Pa～1.7×105Pa時，按照公式（3）將計算所得的Cd的質量投放到第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝之間；將第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝進行抽真空密封；
第三步，取一只比第二層晶體生長坩堝大的石英坩堝，采用去離子水清洗并烘干后，套裝在第二層晶體生長坩堝外，當作第三層晶體生長坩堝；先計算出第二層晶體生長坩堝和第三層晶體生長坩堝之間的空隙體積V3；然后按照計算公式：P3V3=n3RT3------（4）計算所需要的Cd的質量n3，單位：mol，進而計算所需要的Cd的質量，單位：g；
公式（4）中：P3是第二層晶體生長坩堝和第三層晶體生長坩堝之間的空隙氣體的壓強，單位：Pa；R為氣體常數，T3為第一層晶體生長坩堝和第二層晶體生長坩堝之間氣體的溫度，單位：℃；
氣體的溫度T3取670℃～780℃，當計算第二層晶體生長坩堝和第三層晶體生長坩堝之間的空隙氣體的壓強P3等于0.3×105Pa～0.8×105Pa時，按照公式（4）將計算所得的Cd的質量投放入到第二層晶體生長坩堝和第三層晶體生長坩堝之間；將第二層晶體生長坩堝和第三層晶體生長坩堝進行抽真空密封；
第四步，將密封好的第一層晶體生長坩堝、第二層晶體生長坩堝和第三層晶體生長坩堝放入單晶生長爐中進行晶體生長。
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