一種用于晶體生長的加熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于晶體生長技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于晶體生長的加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的半導(dǎo)體晶體，因其在光電系統(tǒng)中的突出作用，越來越得到人們廣泛的重視。在制備半導(dǎo)體晶體的過程中，需要首先合成多晶材料，然后使用制備的多晶材料進(jìn)行單晶生長。
[0003]制備這些半導(dǎo)體多晶材料的方法有多種，例如水平布里奇曼法，液泡法等。其中水平布里奇曼法使用較多，合成速度較快，合成的多晶材料質(zhì)量較高。制備這些半導(dǎo)體晶體單晶材料的方法有多種，主要包括提拉法，下降法，溫度梯度法，水平布里奇曼法等，其中垂直布里奇曼法和溫度梯度法生長的晶體具有更低的位錯密度，適合生長有較高質(zhì)量要求的半導(dǎo)體單晶。
[0004]目前常用的用于合成半導(dǎo)體多晶的水平布里奇曼法所用的裝置，包括三個溫區(qū)，分別是金屬熔區(qū)(高溫區(qū))，多晶合成區(qū)(中溫區(qū))和低溫區(qū)。在使用垂直布里奇曼法和水平布里奇曼法生長單晶的時候，也常常使用三段溫區(qū)的溫場設(shè)計(jì)，包括熔區(qū)(高溫區(qū))，固液界面區(qū)(中溫區(qū))和晶體區(qū)(低溫區(qū))。例如中國專利1844487A“水平三溫區(qū)梯度凝固法生長砷化鎵單晶的方法”中對三溫區(qū)的描述，其中，高溫區(qū)溫度在砷化鎵熔點(diǎn)之上；中溫區(qū)減少了固液界面的溫度梯度，既減少了石英中硅的污染，又減小了結(jié)晶區(qū)的溫度梯度；低溫區(qū)用來控制砷的蒸汽壓，以保持砷化鎵熔體分解壓平衡。以及中國專利102230213A “碲溶劑溶液法生長碲鋅鎘晶體的方法”中的三溫區(qū)的晶體生長裝置。
[0005]為了滿足晶體生長所需要的高、中、低三段溫區(qū)，這些常用的多晶合成和單晶的加熱設(shè)備，通常是由三個獨(dú)立的加熱器構(gòu)成，每個加熱器單獨(dú)控制。例如中國專利2885891Y “生長砷化鎵單晶的溫控爐”中的三溫區(qū)系統(tǒng):每個溫區(qū)有獨(dú)立控制的加熱爐絲，獨(dú)立溫度測量和反饋裝置。但這種設(shè)計(jì)在工藝穩(wěn)定后造成了諸多不便，例如熱場結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制復(fù)雜等。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于晶體生長的加熱裝置，本實(shí)用新型提供的加熱裝置結(jié)構(gòu)和操作簡單。
[0007]本實(shí)用新型提供一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0008]保溫殼體，殼體內(nèi)部有空腔，為晶體的生長提供空間；殼體表面纏繞有電阻絲，晶體生長高溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>晶體生長中溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>晶體生長低溫區(qū)電阻絲的纏繞密度；
[0009]加熱控制器，用于控制加熱所述電阻絲。
[0010]優(yōu)選的，所述保溫殼體表面有供電阻絲纏繞的凹槽。
[0011]優(yōu)選的，所述保溫殼體為陶瓷保溫殼體、保溫棉保溫殼體或玻璃保溫殼體。
[0012]優(yōu)選的，所述保溫殼體的形狀為圓柱形或棱柱形。
[0013]優(yōu)選的，所述保溫殼體的壁厚為50?100mm。
[0014]優(yōu)選的，所述保溫殼體的長度為500?1500mm。
[0015]優(yōu)選的，所述電阻絲為鎳鉻電阻絲、鐵鉻鋁電阻絲或鎢鉬電阻絲。
[0016]本實(shí)用新型提供了一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0017]保溫殼體，殼體內(nèi)部有空腔，為晶體的生長提供空間；殼體表面纏繞有電阻絲，晶體生長高溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>晶體生長中溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>晶體生長低溫區(qū)電阻絲的纏繞密度；加熱控制器，用于控制加熱所述電阻絲。在本實(shí)用新型中，電阻絲為發(fā)熱元件，本實(shí)用新型將電阻絲按照不同的纏繞密度纏繞在保溫殼體表面，形成三個不同的熱場，實(shí)現(xiàn)多晶合成和多晶生長。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，并且成本較低。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實(shí)用新型提供的用于晶體生長的加熱裝置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0021]本實(shí)用新型提供了一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0022]保溫殼體，殼體內(nèi)部有空腔，為晶體的生長提供空間；殼體表面纏繞有電阻絲，晶體生長高溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>晶體生長中溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>晶體生長低溫區(qū)電阻絲的纏繞密度；
[0023]加熱控制器，用于控制加熱所述電阻絲。
[0024]本實(shí)用新型提供的加熱裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單，成本較低。
[0025]參見圖1，圖1為本實(shí)用新型提供的用于晶體生長的加熱裝置的示意圖。圖1中，I為保溫殼體，2為電阻絲，電阻絲按照不同的稠密程度纏繞在所述保溫殼體的表面的凹槽中(凹槽圖中未標(biāo)出)，使用加熱控制器(圖中未給出)給所述電阻絲通電加熱時，在保溫殼體內(nèi)部的空腔內(nèi)形成晶體生長高溫區(qū)、晶體生長中溫區(qū)和晶體生長低溫區(qū)。
[0026]本實(shí)用新型提供的加熱裝置包括保溫殼體1，所述保溫殼體起支撐電阻絲和保溫的作用。所述保溫殼體優(yōu)選為圓柱形或棱柱形，更優(yōu)選為圓柱形、三棱柱形或四棱柱形，具體的，可采用常見的套管；內(nèi)部有圓柱形的空腔，以便裝入供晶體生長的坩禍，所述保溫殼體表面有供電阻絲纏繞的凹槽(圖中未標(biāo)出)，所述凹槽的尺寸以及疏密程度應(yīng)當(dāng)與電阻絲的尺寸和疏密程度相匹配；所述保溫殼體優(yōu)選為陶瓷保溫殼體、保溫棉保溫殼體或玻璃保溫殼體，具體的，如本實(shí)用新型中采用的材質(zhì)為莫來石磚的陶瓷保溫殼體。所述保溫殼體的長度優(yōu)選為500?1500mm，所述保溫殼體的壁厚優(yōu)選為50?100mm，更優(yōu)選為60?80mm。本實(shí)用新型對所述保溫殼體的直徑?jīng)]有特殊的限制，與晶體生長所使用的坩禍尺寸相匹配即可。
[0027]本實(shí)用新型提供的加熱裝置包括電阻絲2，所述電阻絲按照一定的疏密程度纏繞在所述保溫殼體表面，更優(yōu)選纏繞在所述保溫殼體表面的凹槽中，電阻絲纏繞在保溫殼體的凹槽內(nèi)，還可以避免電阻絲變形或者相互碰撞，有利于提高電阻絲加熱效果，延長電阻絲使用壽命。在本實(shí)用新型中，所述電阻絲優(yōu)選為鎳鉻電阻絲、鐵鉻鋁電阻絲或鎢鉬電阻絲，具體的，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，可采用牌號為HRE的冷拉合金絲、0Cr25A15冷拉合金絲或0Cr21A16Nb冷拉合金絲。
[0028]在本實(shí)用新型中，根據(jù)所述電阻絲纏繞的稠密程度不同，可劃分為三個溫區(qū)，電阻絲纏繞較為稠密的區(qū)域溫度較高，為晶體生長高溫區(qū)，電阻絲纏繞適中的區(qū)域溫度較為適中，為晶體生長中溫區(qū)，電阻絲纏繞疏松的區(qū)域溫度較低，為晶體生長低溫區(qū)，即所述高溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>中溫區(qū)電阻絲的纏繞密度>低溫區(qū)電阻絲的纏繞密度。給所述電阻絲通電發(fā)熱時，保溫殼體內(nèi)部會形成三段溫區(qū)，由于不同的晶體生長時所需的溫度可能不同，因此，本實(shí)用新型對所述晶體生長高溫區(qū)、晶體生長中溫區(qū)和晶體生長低溫區(qū)電阻絲纏繞密度的具體數(shù)值沒有特殊的限制，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如，在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，合成砷化鎵多晶時，可采用如下設(shè)置:高溫區(qū)長度為500mm，電阻絲纏繞間隔密度是5mm/匝；中溫區(qū)長度是300mm，電阻絲纏繞間隔密度是6mm/匝；低溫區(qū)長度是200mm，電阻絲纏繞間隔密度是1mm/匝；生長鍺單晶時，可采用如下設(shè)置:高溫區(qū)長度為350mm，電阻絲纏繞間隔密度是5mm/匝；中溫區(qū)長度是200mm，電阻絲纏繞間隔密度是5.3mm/匝；低溫區(qū)長度是50mm，電阻絲纏繞間隔密度是6mm/匝；生長磷化銦單晶時，可采用如下設(shè)