一种气相生长ZnTe单晶体的装置及方法.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CN110093667A(43)申请公布日2019.08.06(21)申请号201910425527.1(22)申请日2019.05.21(71)申请人浙江森尼克半导体有限公司地址311200浙江省杭州市萧山区萧山经济技术开发区红垦农场红垦路83号(72)发明人郑律马可军俞振中门楠(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人万尾甜韩介梅(51)Int.Cl.C30B29/48(2006.01)C30B23/06(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种气相生长ZnTe单晶体的装置及方法(57)摘要本发明公开了一种气相生长ZnTe单晶体的装置及方法，该装置包括：加热炉，延轴向依次包括恒温区和线性降温区，所述加热炉具有贯通所述两个温区的炉腔；石英管，安置在所述加热炉的炉腔中且二者能够沿炉腔轴向相对移动；组合石英舟，由主舟、料舟和长晶套管组成。该装置具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态时，所述主舟与长晶套管分离，抽石英管内气压至10-5Pa然后冲入氩气。在所述第二工作状态时，主舟与长晶套管由石英磨砂连接，主舟内形成密闭空间，加热料舟至目标温度，控制加热炉以一个与晶体生长速率相匹配的恒定速度沿炉腔轴向移动，从而使在长晶过程中ZnTe晶体的固气界面始终保持恒定的生长温场环境，实现ZnTe单晶的稳定生长。CN110093667ACN110093667A权利要求书1/2页1.一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，包括：加热炉，依次包括恒温区和线性降温区，所述加热炉具有贯通所述两个温区的炉腔；石英管，安置在所述加热炉的炉腔中且二者能够沿炉腔轴向相对移动，所述石英管具有内腔，一端密闭一端开放；组合石英舟，由主舟、料舟和长晶套管组成；所述主舟为一端密闭，另一端有磨砂开口的石英舟，与石英推干相对固定，置于石英管内部；所述料舟为开放式石英舟，置于主舟内部密闭一端，用于盛放ZnTe的多晶颗粒；所述长晶套管为具有磨砂口和一根石英棒的组合石英件，其磨砂口可与主舟磨砂口连接密封，磨砂口与石英棒相接处呈尖端状；法兰，所述法兰可安装于石英管开放端，法兰上开有一抽气孔和一密闭的活塞口，长晶套管的石英棒穿过活塞口且可在保持密闭的条件下轴向移动。2.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，所述的加热炉由驱动装置驱动从而实现相对石英管的移动，所述恒温区及线性降温区沿炉腔轴向依次排列。3.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，还包括设于所述料舟底部和长晶套管尖端的测温电偶。4.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，还包括：控制器，控制器和测温电偶以及驱动装置电连，用于获取所述测温电偶检测的内腔温度数据，并根据获取到的内腔温度数据向所述驱动装置发出调节速率或停止移动的控制信号，以控制加热炉相对石英管的移动。5.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，所述加热炉为电加热炉，所述装置还包括：电源，用于向所述加热炉供电。6.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，所述加热炉可以为水平设置或者竖直设置。7.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，所述石英管上设有与内腔相通的用于抽真空后向内充氩气的换气口。8.根据权利要求1所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，该装置具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态时，所述主舟与长晶套管分离，抽石英管内气压至10-5Pa然后冲入氩气；在所述第二工作状态时，主舟与长晶套管通过磨砂口连接，主舟内形成密闭空间，加热料舟至目标温度，加热炉以恒定速度沿轴向移动。9.根据权利要求8所述的一种气相生长ZnTe单晶体的装置，其特征在于，在晶体生长过程中，料舟始终位于恒温区的范围内。10.利用如权利要求1-9任一项中所述的装置气相生长ZnTe单晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将ZnTe多晶颗粒料放入料舟中，通过法兰封闭石英管；b)抽真空至10-5Pa以下；c)将石英管充入氩气至所需压力；2CN110093667A权利要求书2/2页d)推动长晶套管的石英棒，使长晶套管的磨砂口与主舟的磨砂口组合形成密闭空间；e)升炉温至所需温度；f)进入稳定工作状态后，以5-10mm/天的速度轴向移动加热炉，在炉体移动过程中，保持长晶面固/气界面温度恒定；g)持续2-3天，完成长晶过程。3CN110093667A说明书1/4页一种气相生长ZnTe单晶体的装置及方法技术领域[0001]本发明属于单晶材料制备领域，具体涉及一种气相生长ZnTe单晶体的装置