一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉及除杂方法.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CN109778305A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201910168422.2(22)申请日2019.03.06(71)申请人中国电子科技集团公司第四十六研究所地址300220天津市河西区洞庭路26号(72)发明人于凯王健霍晓青程红娟练小正李强(74)专利代理机构天津中环专利商标代理有限公司12105代理人胡京生(51)Int.Cl.C30B15/00(2006.01)C30B29/40(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉及除杂方法(57)摘要本发明专利公开了一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉及除杂方法，在InSb单晶生长之前，单晶炉的提拉杆先装上一套原料除杂装置，待原料熔化后将InSb熔体表面的浮渣留存在除杂装置内，关闭挡板阀，开启上炉体将除杂装置卸下并更换上籽晶杆，关闭上炉体并重新打开挡板阀准备InSb单晶生长。本发明技术效果是不仅可以对InSb原料进行杂质的预处理，还可以保证引晶放肩操作过程中视野的清晰度。CN109778305ACN109778305A权利要求书1/1页1.一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉，包括上炉体（1）、提拉杆（2）、挡板阀（3）、下炉体（4）、单晶生长坩埚（5）、引晶装置（6）、除杂装置（7），其中引晶装置（6）包括籽晶杆（6-1）和籽晶（6-2），其特征在于：所述的挡板阀（3）、下炉体（4）固定成一体，上炉体（1）置于挡板阀（3）上密合接触，提拉杆（2）安装于上炉体（1）内顶端中心位置可上下提拉，单晶生长甘锅（5）置于下炉体（4）内底端面中心位置，除杂装置（7）在单晶生长前的杂质预处理时装于提拉杆（2）上，除杂后摘掉并引晶装置（6）装于提拉杆（2）上，所述的除杂装置（7），包括除杂接头（7-1）、钼丝（7-2）、除杂坩埚（7-3），除杂坩埚（7-3）的底端开有数条细缝，除杂坩埚（7-3）通过钼丝（7-2）吊装在除杂接头（7-1）下端。2.采用权利要求1所述的一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉的除杂方法，其特征在于：除杂方法包括以下步骤，（一）在InSb单晶生长之前，先将原料颗粒装在除杂装置（7）的除杂坩埚（7-3）中，移开上炉体（1）将除杂装置（7）的除杂接头（7-1）安装在提拉杆（2）上；（二）移回上炉体（1）密合在挡板阀（3）上，打开挡板阀（3）并确认挡板阀（3）已经打开，下降提拉杆（2），将除杂坩埚（7-3）缓慢放入生长坩埚（5）中；（三）升温化料，待原料逐步熔化，通过除杂坩埚（7-3）底部的细缝慢慢流入至生长坩埚（5）中，待原料全部熔化后，通过提拉杆（2）使除杂装置（7）缓慢上升至上炉体（1）中，关闭挡板阀（3），移开上炉体（1），取出除杂装置（7）；（四）安装引晶装置（6），将引晶装置（6）的籽晶杆（6-1）安装在提拉杆（2）上，移回上炉体（1）密合在挡板阀（3）上，重新打开挡板阀（3）并下降提拉杆（2），将籽晶（6-2）下降至生长坩埚（5）内的熔体上方等待单晶生长。2CN109778305A说明书1/2页一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉及除杂方法技术领域[0001]本发明涉及一种液相提拉晶体生长的原料杂质预处理方法，特别涉及一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉及除杂方法。背景技术[0002]室温下InSb单晶的电子迁移率为78000cm2/V·s，在77K下增大到106cm2/V·s。这是已知Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中具有最大电子迁移率的半导体材料。高电子迁移率的特性决定了由InSb单晶材料所制备的中波红外探测器具有响应快、功耗低的优良品质。要想得到高迁移率的InSb单晶，必须控制用于单晶生长的原料纯度。[0003]一般来说，从国外采购的6N的In和Sb单质具备能够直接生长InSb单晶的理想纯度。但是在国内采购的6N的原材料，其纯度大致为99.9995%，这样的原料纯度是不满足制备高迁移率的InSb单晶的要求。在单晶生长的整个过程中，熔体表面常常覆盖着一层浮渣，这应该和原料中的杂质有着紧密联系，如果浮渣一直存在的话不仅会影响InSb单晶性能指标，甚至会导致多晶的出现，极不利于InSb单晶生长，因此去除杂质是生长高性能单晶的必要条件。通常的做法是提前对原料进行烧结，通过去头去尾的方法来去除杂质，但是在实际的操作中，在去头去尾的操作中，新的晶面还是容易被氧化，在晶体生长时浮渣会重新出现。因此，设计一种新的原料除杂方法对于生长高性能单晶具有重要的意义。发明内容[0004]鉴于液相法生长InSb单晶过程中熔体表面浮渣不易去除的状况，本发明提供一种InSb单晶生长前杂质预处理用单晶炉及除杂方法，具体