[發明專利]一種碲鋅鎘單晶體的生長方法及裝置

在審

• 申請號: 202110446203.3
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113174626A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 龐昊;謝雨凌
• 申請（專利權）人: 合肥龐碲新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/48
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王清

1.一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

將碲鋅鎘熔體(5)放入坩堝(3)內，并將坩堝(3)放入生長爐(1)的高溫區間內；

將冷極棒(4)穿過熱極管(2)上，同時將熱極管(2)以及冷極棒(4)底部伸入坩堝(3)內；

將熱極管(2)與外部熱源進行電連接，將冷極棒(4)與外部冷源進行電連接，通過冷極棒(4)使得生長界面(7)的中心區域溫度處于一個相對較低的水平，通過熱極管(2)避免了冷極棒(4)的相對低溫在熔體(5)內部引發新的結晶，也用于確保生長界面(7)從中心開始生長，減小外壁上形核的產生；

通過熱極管(2)以及冷極棒(4)與坩堝(3)之間產生相對位移，實現人為干預生長界面(7)處，熔體(5)這一側的溫度，使其形成中心點略低的情況，能夠保證生長從中心開始往四周擴展，同時用熱極管(2)保持中心點以外的區域比中心點高，避免其他地方形核產生多晶；

結晶結束后，將坩堝(3)從生長爐(1)內取出，并對碲鋅鎘單晶體(6)進行取出。

2.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，所述熱極管(2)的頂端與熱源設備進行電連接，且熱源設備通過導線與PWM控制器電連接，所述PWM控制器一端與溫度傳感器電連接，所述溫度傳感器設置在熱極管(2)上。

3.根據權利要求2所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，所述熱源設備為生長爐(1)和獨立加熱器中的一種。

4.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，所述冷極棒(4)的頂端與冷源設備進行電連接，且冷源設備通過導線與PWM控制器電連接。

5.根據權利要求4所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，所述冷極棒(4)尖端的溫度比熱極管(2)尖端的溫度低3℃，所述冷源設備為獨立加熱器。

6.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，所述熱極管(2)底面高于冷極棒(4)底面，且熱極管(2)底面與冷極棒(4)底面之間的間距為1-1.5mm，所述冷極棒(4)底面與坩堝(3)內底端之間的間距為1mm。

7.根據權利要求1所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長方法，其特征在于，所述坩堝(3)外周設置有兩個以上測溫點(8)，兩個以上所述測溫點(8)均勻分布在坩堝(3)外周的高度方向上，所述測溫點(8)的數量下限為每10mm高度的熔體對應一個點，用測溫點數據計算生長界面特征溫度。

8.一種基于權利要求1-7所述的碲鋅鎘單晶體的生長裝置，其特征在于，包括坩堝(3)，所述坩堝(3)內部設置有對碲鋅鎘熔體(5)進行保持溫度恒定的熱極管(2)，所述熱極管(2)上貫穿有對碲鋅鎘熔體(5)進行中心降溫的冷極棒(4)上。

9.根據權利要求8所述的一種碲鋅鎘單晶體的生長裝置，其特征在于，所述冷極棒(4)的直徑為6mm。