一种磷化铟单晶的生长装置及生长方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113774489A(43)申请公布日2021.12.10(21)申请号202110870551.3(22)申请日2021.07.30(71)申请人合肥天曜新材料科技有限公司地址230000安徽省合肥市经开区芙蓉路合肥海恒投资控股集团公司3#-B厂房(72)发明人庞昊谢雨凌(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人吴桑(51)Int.Cl.C30B29/40(2006.01)C30B13/14(2006.01)C30B13/28(2006.01)C30B13/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种磷化铟单晶的生长装置及生长方法(57)摘要本发明涉及晶体生长技术领域，特别涉及一种磷化铟单晶的生长装置，包括固定加热器、移动加热器、晶体生长容器和电磁搅拌装置，所述移动加热器和电磁搅拌装置可在晶体生长容器外移动。本发明还提供一种磷化铟单晶的生长方法，通过将原料放入到晶体生长容器中并加热到750℃，然后通过移动加热器加热到1075℃，移动移动加热器和电磁搅拌装置至其铅垂面离开晶体生长容器，保温并待炉温降至室温。本发明降低了Si污染，制得的单晶纯度高；采用移动加热器的方法，避免移动晶体生长容器可能引起的振动，能有效提高单晶率；通过双加热器的相对移动实现温场的移动，温场控制相对简单，控温精度容错率高，便于维护和校准。CN113774489ACN113774489A权利要求书1/1页1.一种磷化铟单晶的生长装置，其特征在于：包括固定加热器(1)、移动加热器(2)、晶体生长容器(3)和电磁搅拌装置(4)，所述移动加热器(2)和电磁搅拌装置(4)可在晶体生长容器(3)外移动。2.根据权利要求1所述的磷化铟单晶的生长装置，其特征在于：所述固定加热器(1)、移动加热器(2)、晶体生长容器(3)和电磁搅拌装置(4)均置于横式炉(5)中。3.根据权利要求1所述的磷化铟单晶的生长装置，其特征在于：所述固定加热器(1)和移动加热器(2)均为加热线圈。4.根据权利要求1所述的磷化铟单晶的生长装置，其特征在于：所述晶体生长容器(3)包括依次连接的管状部、漏斗部和空心圆柱部，所述管状部的顶端开设有凹槽从而形成敞口状，所述空心圆柱部为用于放置籽晶的籽晶区，所述漏斗部为放肩区，所述管状部为晶体生长的生长区。5.一种磷化铟单晶的生长方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、将籽晶放入晶体生长容器(3)的籽晶区中；S2、将磷化铟多晶料和辅料放入晶体生长容器(3)中，所述辅料为覆盖剂和磷补充剂；S3、将S2中的晶体生长容器(3)放入横式炉(5)中，并在横式炉(5)内充入电子级氩气；S4、移动移动加热器(2)使其与籽晶区在同一个铅垂面上；S5、同时打开固定加热器(1)和移动加热器(2)，目标温度设置为750℃，升温速率为10℃/min，加热至达到目标温度；S6、待横式炉(5)内的温度稳定后，将移动加热器(2)的目标温度设定为1075℃，升温速度为1℃/min；S7、待固定加热器(1)和移动加热器(2)内的温度稳定后，打开电磁搅拌装置(4)，并同时将移动加热器(2)和电磁搅拌装置(4)往晶体生长容器(3)的另一端缓慢移动，在放肩区，移动速度为1.0mm/小时，在生长区，移动速度为2.2mm/小时，当移动加热器(2)和电磁搅拌装置(4)的铅垂面离开晶体生长容器(3)后，生长结束，关闭移动加热器(2)和电磁搅拌装置(4)；S8、关闭移动加热器(2)和电磁搅拌装置(4)后，保温，使得炉温重新达到平衡，然后开始缓慢降温，降温速度为5℃/min；S9、横式炉(5)炉温降至室温，单晶生长结束。6.根据权利要求5所述的磷化铟单晶的生长方法，其特征在于：步骤S2中，所述覆盖剂为无水氧化硼，所述磷补充剂为红磷，所述磷化铟多晶料、无水氧化硼以及红磷的质量比为95：3.8：1.2。7.根据权利要求5所述的磷化铟单晶的生长方法，其特征在于：步骤S3中，电子级氩气的纯度为99.9999％，横式炉(5)中压力为18atm。8.根据权利要求5所述的磷化铟单晶的生长方法，其特征在于：步骤S6中，在加热过程中，少量多次补充氩气，使得最终横式炉(5)内压力稳定在27.5atm。2CN113774489A说明书1/4页一种磷化铟单晶的生长装置及生长方法技术领域[0001]本发明涉及晶体生长技术领域，特别涉及一种磷化铟单晶的生长装置及生长方法。背景技术[0002]磷化铟是一种化合物半导体，已经有多年的制备历史。有别于纯元素的第一代半导体(例如Si)和以超宽禁带为特征的第三代半导体(如SiC)。磷化铟一般被认为是第二代半导体。近年来，随着通信领域的技术发展，对磷化铟又有了新的需求