一种基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置.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CN106381524A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201610921172.1(22)申请日2016.10.21(71)申请人北京鼎泰芯源科技发展有限公司地址100080北京市海淀区海淀大街3号楼B座10层340(72)发明人杨翠柏方聪陈丙振(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人陈英俊许向彤(51)Int.Cl.C30B29/40(2006.01)C30B15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置(57)摘要本发明提供一种基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，包括贯穿炉体内外的观察通道，观察通道出口处设置有观察窗，还包括进气管道，向观察通道通入惰性气体；一圈小进气孔，沿内层管壁间隔地并与通道轴线垂直地设置，形成一密闭气障，阻碍上升的挥发物接近观察窗玻璃表面；扫气管道，相对于观察通道轴线倾斜成一定角度，扫气管道出口与所述观察窗相对，且扫气管道出口在所述一圈小进气孔的上方，所述扫气管道通入惰性气体，可及时吹扫掉气障未阻挡住的挥发物遇观察窗凝结的细颗粒状磷。本发明形成进气通道和扫气通道两路气体通道，从而有效解决磷蒸气注入原位合成法的直拉InP单晶炉上方观察窗的摭蔽问题，而且本发明结构简单，操作方便。CN106381524ACN106381524A权利要求书1/1页1.一种基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，包括贯穿炉体内外的观察通道，观察通道出口处设置有观察窗，其特征在于，还包括进气管道，向观察通道通入惰性气体；一圈小进气孔，沿内层管壁间隔地并与通道轴线垂直地设置，形成一密闭气障，阻碍上升的挥发物接近观察窗玻璃表面；扫气管道，相对于观察通道轴线倾斜成一定角度，扫气管道出口与所述观察窗相对，且扫气管道出口在所述一圈小进气孔的上方，所述扫气管道通入惰性气体，可及时吹扫掉气障未阻挡住的挥发物遇观察窗凝结的细颗粒状磷。2.根据权利要求1所述的基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，其特征在于，所述观察通道固定连接有夹层连接管，在夹层连接管的外层管壁上连有进气管道，夹层连接管的内层管壁与夹层连接管外层管壁组成一封闭空间。3.根据权利要求1或2所述的基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，其特征在于，所述进气管道和扫气管道分属于两路气体通道，分别通入惰性气体。4.根据权利要求3所述的基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，其特征在于，所述进气管道和扫气管道的管道气压可调节。5.根据权利要求2所述的基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，其特征在于，夹层连接管上端与观察窗下法兰固定连接在一起，在观察窗的下法兰上方设置有观察窗上法兰，在观察窗上法兰与观察窗下法兰之间固定设置有观察窗玻璃。6.根据权利要求1所述的基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置，其特征在于，所述观察通道设置在与炉体上端固定连接的法兰上。2CN106381524A说明书1/4页一种基于原位合成法的InP单晶炉用观察窗装置技术领域[0001]发明涉及涉及半导体芯片单晶制备技术领域，尤其适用于一种晶体生长炉所用的观察窗。背景技术[0002]磷化铟(InP)是由III族元素铟(In)和V族元素磷(P)化合而成III-V族化合物半导体材料，在半导体材料领域具有非常重要的战略性地位，是目前光电器件和微电子器件不可替代的半导体材料。与锗、硅材料相比，InP具有许多优点：直接跃迁型能带结构，具有高的电光转换效率；电子迁移率高，易于制成半绝缘材料，适合制作高频微波器件和电路；工作温度高；具有强的抗辐射能力；作为太阳能电池材料的转换效率高等。因此，InP等材料被广泛应用在固态发光、微波通信、光纤通信、微波、毫米波器件、抗辐射太阳能电池等高技术领域。[0003]InP单晶材料的制备一般需要先将高纯铟(纯度达到99.999％的铟元素单质)和红磷在高压容器内进行多晶材料合成，再将合成好的InP多晶材料在单晶炉内制成单晶。合成的多晶料要经过切割、清洗、腐蚀等工艺，再放入直拉单晶炉内进行生长，所述直拉单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。在整个备料过程中容易产生玷污，易产生难熔氧化物，外界杂质融入到材料中的机率高。[0004]为解决上述问题，国内外普遍采用基于磷蒸气注入原位合成法的直拉单晶技术。如图1所示，该技术的基本过程就是根据磷的相态图，逐渐增加磷源炉1的输入功率，使磷气化得到磷蒸气2并以适当的速率注入到铟熔体3内，在InP的熔点(1062℃)附近，二者发生反应，得到不同化学计量比的InP熔体。该技术合成的多