一种VTM炉及碲锌镉单晶体合成方法.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CN110592676A(43)申请公布日2019.12.20(21)申请号201910990594.8(22)申请日2019.10.18(71)申请人磐石创新（江苏）电子装备有限公司地址221000江苏省徐州市贾汪区工业园中经一路西侧(72)发明人魏守冲(51)Int.Cl.C30B29/48(2006.01)C30B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种VTM炉及碲锌镉单晶体合成方法(57)摘要本发明要求保护一种VTM炉及利用该VTM炉的碲锌镉单晶体合成的方法。本发明在VTM炉内，设计了主加热区和辅助区，所述主加热区和所述辅助加热区均包括n个分区，其中n＞3，通过主加热区的每个分区独立控制，联动形成一个稳定的生长区，通过辅助加热区减少每个主加热区分区之间过渡出现的高低峰值现象，同时辅助加热区的每个分区调节对应的所述主加热区分区的温度。本发明的优点在于生成的碲锌镉单晶体的尺寸大以及位错腐蚀坑密度低。CN110592676ACN110592676A权利要求书1/1页1.一种VTM炉，包括坩埚（4）、石英管（3）、后控温热偶（5），其特征在于：包括主加热区（1）和辅助加热区（2），所述主加热区（1）和所述辅助加热区（2）均包括n个分区，其中n＞3，所述主加热区（1）的每个分区独立控制，联动形成一个稳定的生长区，通过所述辅助加热区（2）减少每个主加热区分区之间过渡出现的高低峰值现象，同时所述辅助区（2）的每个分区调节对应的所述主加热区（1）分区的温度。2.根据权利要求1所述的VTM炉，其特征在于：所述辅助加热区（2）的每个分区的温度能够单独进行调节。3.根据权利要求1-2之一所述的VTM炉，其特征在于：所述主加热区的温度在1100-1200摄氏度。4.根据权利要求1-2之一所述的VTM炉，其特征在于：所述辅助加热区的温度在1050-1100摄氏度。5.一种利用权利要求1-4任一项所述的VTM炉的碲锌镉单晶体合成的方法，其特征在于：通过VTM方法制备碲锌镉单晶体，包括如下步骤：S1、将碲锌镉晶体材料放入坩埚中，设置VTM炉的温度，通过智能温控器调节每个主加热区分区的温度，开始生长晶体；S2：随着晶体的生长，根据晶体的生长进度，调节辅助加热区的温度，利用辅助加热区吸收磁通量；S3：晶体生长完成后，将VTM炉降至室温，完成晶体的生长过程。2CN110592676A说明书1/3页一种VTM炉及碲锌镉单晶体合成方法[0001]技术领域[0002]本发明属于光电技术领域，具体涉及一种VTM炉及利用该VTM炉的碲锌镉单晶体合成的方法。背景技术[0003]碲锌镉（CdZnTe）单晶体是一种重要的红外光电子材料，通常用作红外焦平面探测器的外延沉底材料，目前，为了应对大面阵红外焦平面探测器对更大尺寸的碲锌镉单晶体衬底的需求以及使得红外焦平面探测器的图像更加清晰、成像效果更好，迫切需要获得具有大尺寸、低位错腐蚀坑密度特性的碲锌镉单晶体。[0004]目前生产碲锌镉单晶体的方法主要包括以下几种：垂直布里奇VB法、垂直梯度凝固VGF法、移动加热法THM法、热交换器HEM法等。VB法虽然在控制晶体的生长参数以及温度场分布上具有显著优势，但是在生成大尺寸的碲锌镉晶体上却遇到很大困难。VGF法是一种利用温度梯度合成碲锌镉单晶体的方法，该方法中由于原材料在炉中的位置固定，从而避免了熔体对温度场的影响，保证了场的稳定性，能够生产出较大尺寸的单晶体，且生长的晶体具有较小的错位密度，但是该方法对温度分布的控制要求较高，且采用该方法生产碲锌镉单晶体时通常采用高温区和低温区的两温区设计，导致对温度分布的控制并不精确。THM法同样也是一种利用温度梯度合成碲锌镉单晶体的方法，但是该方法只能生产出较小尺寸的碲锌镉单晶体，且生长速率很慢，通常仅为5mm/天。HEM法虽然能够生产较大尺寸的碲锌镉单晶体，但是该方法需要控制氦气通过热交换器的流量大小来实现温度梯度和降温速率的控制，导致生产设备复杂，投入生产时设备的价格昂贵，成本较高。[0005]发明内容[0006]基于当前碲锌镉单晶体的生成方法中存在的相关问题，本发明提供一种VTM炉及利用该VTM炉的碲锌镉单晶体合成的方法。[0007]本发明提供了如下技术方案：一种VTM炉，如图1所示，包括坩埚4、石英管3、后控温热偶5以及主加热区1和辅助加热区2，所述主加热区和所述辅助加热区均包括n个分区，其中n＞3，所述主加热区的每个分区独立控制，联动形成一个稳定的生长区，通过所述辅助加热区减少每个主加热区分区之间过渡出现的高低峰值现象，同时所述辅助区的每个分区调节对应的所述主加热区分区的温度。[0008]本发明的优选技术方案中，所述辅