一种用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统及氧化镓晶体制备方法.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CN113026103A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110178952.2(22)申请日2021.02.09(71)申请人杭州富加镓业科技有限公司地址311400浙江省杭州市富阳区春江街道江南路68号第23幢301室(72)发明人齐红基赛青林陈端阳(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)44268代理人刘文求朱阳波(51)Int.Cl.C30B29/16(2006.01)C30B15/34(2006.01)C30B15/28(2006.01)C30B15/26(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统及氧化镓晶体制备方法(57)摘要本发明公开一种用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统及氧化镓晶体制备方法，其中，所述监控系统包括设置有观察窗的晶体生长炉以及籽晶杆，所述籽晶杆的一端插入到所述晶体生长炉内，所述籽晶杆的另一端连接有升降装置，所述籽晶杆靠近所述升降装置的一侧上还设置有用于实时获取氧化镓晶体重量的压力传感器，所述观察窗外侧设置有红外摄像机，所述压力传感器与所述红外摄像机均与外接计算机电连接。本实施例提供的监控系统可以及时识别氧化镓晶体生长过程中出现的过热或者过冷的现象，并且第一时间调节发热体的加热功率，有效降低由于过热或者过冷导致的晶体生长失败问题，有利于规模化生产高质量、低成本的氧化镓单晶。CN113026103ACN113026103A权利要求书1/2页1.一种用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，包括设置有观察窗的晶体生长炉以及籽晶杆，所述籽晶杆的一端插入到所述晶体生长炉内，所述籽晶杆的另一端连接有升降装置，所述籽晶杆靠近所述升降装置的一侧上还设置有用于实时获取氧化镓晶体重量的压力传感器，所述观察窗外侧设置有红外摄像机，所述压力传感器与所述红外摄像机均与外接计算机电连接。2.根据权利要求1所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述压力传感器为环形压力传感器、压阻式压力传感器、陶瓷压力传感器、压电式压力传感器或蓝宝石压力传感器中的一种。3.根据权利要求1所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述观察窗外侧设置有固定支架，所述红外摄像机固定在所述固定支架上。4.根据权利要求1所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述晶体生长炉包括设置在底座上的下热场结构，设置在所述下热场结构上的上热场结构，所述上热场结构包括从内至外同心设置的上保温组件和上密封层，所述上保温组件上设置有内外相通用于观察晶体生长的观察孔，沿所述观察孔向外延伸的方向，所述上密封层向外延伸形成所述观察窗。5.根据权利要求4所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述上保温组件由至少一块保温层层叠而成，所述保温层由若干块子保温层拼接而成，所述若干块为两块以上的自然数；所述上保温组件的中心沿轴向方向设置有贯穿上下端面且用于插入籽晶杆的通腔。6.根据权利要求5所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述观察孔的孔径延伸方向与所述上保温组件的通腔形成20‑70°的夹角。7.根据权利要求5所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述上保温组件上设置有1‑4个观察孔，所述观察窗与所述观察孔的数量相等。8.根据权利要求5所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述保温层由2‑6块子保温层通过子母扣形式拼接而成。9.根据权利要求4所述用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统，其特征在于，所述下热场结构包括由外向内同轴安装的下密封层、下保温组件、铱制发热体和坩埚，所述坩埚内设置有铱制模具。10.一种基于权利要求1‑9任一所述监控系统的氧化镓晶体制备方法，其特征在于，包括步骤：在氧化镓晶体生长过程中，通过所述红外摄像机实时获取氧化镓晶体的照片并将所述照片上传至计算机；通过计算机对所述氧化镓晶体照片进行比对，判断所述氧化镓晶体宽度的变化；若所述氧化镓晶体宽度逐渐变小，则通过计算机控制降低加热功率，直至铱制模具上方生成的氧化镓晶体的宽度与所述铱制模具的宽度一致，则停止降低加热功率；在氧化镓晶体宽度不变的条件下，通过压力传感器实时获取氧化镓晶体的重量并将所述重量上传至计算机；通过计算机对氧化镓晶体的重量进行实时比对，判断所述氧化镓晶体的重量是否满足设定范围要求；2CN113026103A权利要求书2/2页若所述氧化镓晶体的重量不满足设定范围要求，则通过计算机控制调整加热功率，直至氧化镓晶体的重量满足设定范围要求。3CN113026103A说明书1/7页一种用于导模法生长氧化镓晶体的监控系统及氧化镓晶体制备方法技术