置:高溫區(qū)長度為300mm，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5.5mm/匝；低溫區(qū)長度是100mm，電阻絲纏繞間隔密度是6mm/匝。
[0029]本實用新型提供的加熱裝置包括加熱控制器，用于控制加熱電阻絲。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型只需使用一個加熱控制器即可在所述保溫殼體內(nèi)部形成高、中、低三個溫區(qū)，滿足晶體生長的需要。在本實用新型中，所述加熱控制器為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的加熱控制器。
[0030]本實用新型提供的加熱裝置中的保溫殼體可平放或豎放，分別適用于水平布里奇曼法和垂直布里奇曼法；本實用新型提供的用于晶體成長的加熱裝置可用于砷化鎵、磷化鎵、砷化銦、磷化銦、鍺或碲鋅鎘晶體的生長，具體的，所述晶體生長可以是多晶的合成，也可以是單晶的生長。
[0031]本實用新型提供了一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0032]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。在本實用新型中，電阻絲為發(fā)熱元件，本實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，實現(xiàn)多晶合成和多晶生長。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實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；并且，使用本實用新型提供的加熱裝置進(jìn)行多晶合成時，合成多晶重復(fù)率高，不同批次見多晶差異?。贿M(jìn)行單晶生長時，多晶的利用率接近100%。
[0033]實施例1
[0034]采用水平布里奇曼法合成砷化鎵多晶，采用如圖1所示加熱裝置，陶瓷套管材質(zhì)是莫來石磚，長度為100mm ；電阻絲型號為0Cr21A16Nb ;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。將加熱器裝置水平放置。陶瓷套管I內(nèi)部裝入密封的真空石英容器。石英容器的長度為900mm，石英容器兩端各距離陶瓷套管的兩端50mm。石英容器中，在低溫區(qū)相應(yīng)的位置，裝有340g的6N砷原料；在高溫區(qū)和中溫區(qū)之間，裝有一個盛有310g的6N鎵金屬的石英舟。石英舟的長度是300mm，其中在高溫區(qū)內(nèi)200mm，中溫區(qū)內(nèi)100mm。多晶生長時，逐漸升溫并使低溫區(qū)溫度達(dá)到610°C，升溫速率為5°C/h。恒溫6h后，逐漸降溫，降溫速率為10°C /h，直至室溫，得到砷化鎵多晶。
[0035]采用此裝置合成的砷化鎵多晶，物相單一，結(jié)晶狀況良好；多晶利用率在95?100%之間(多晶利用率為實際能夠使用的原料量與初始原料量的比值，浪費的主要是裝置壁上粘結(jié)的無法取出的原料)；合成多晶重復(fù)率高，不同批次間多晶差異小。
[0036]實施例2
[0037]采用水平布里奇曼法生長鍺單晶，采用如圖1所示加熱裝置，陶瓷套管材質(zhì)是莫來石磚，長度為600mm ;電阻絲型號為0Cr25A15 ;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6_/匝。將套管水平放置。陶瓷套管I內(nèi)部裝入密封石英容器。石英容器的長度為500mm，石英容器兩端各距離陶瓷套管的兩端50mm。石英容器的兩端分別有進(jìn)氣口盒出氣口，進(jìn)氣口連有高純氮氣瓶。石英容器內(nèi)裝有一個石墨坩禍，坩禍長度450mm ；其中裝有籽晶的一端靠近低溫區(qū)，籽晶長度為40mm ;石墨坩禍內(nèi)部裝有Ikg的6N區(qū)熔鍺錠及少量摻雜劑。單晶生長時，首先以4L/min的速率由進(jìn)氣口向石英容器內(nèi)充入高純氮氣，2h后改為2L/min。4h后逐漸升溫并使低溫區(qū)溫度達(dá)到850°C，升溫速率為10°C/h。恒溫Ih后，逐漸降溫，降溫速率為1°C /h，直至低溫區(qū)溫度達(dá)到750°C時，保溫3h，將降溫速率逐漸增大至10°C /h，直至室溫。之后關(guān)掉氮氣，打開石英容器，得到鍺單晶。
[0038]采用此裝置合成的鍺單晶，結(jié)晶狀況良好，成晶率在90?100%之間；單晶重復(fù)率較高，不同批次間單晶質(zhì)量差異小。
[0039]按照GB/T5252檢測，本實施例得到的鍺單晶位錯密度在200-1000/cm2之間；按照GB/T 4326檢測本實施例得到的鍺單晶的載流子濃度在I X 1isVcm3左右。
[0040]實施例3
[0041]采用垂直布里奇曼法生長磷化銦單晶，采用如圖1所示加熱裝置，陶瓷套管材質(zhì)是莫來石磚，長度為600mm ;電阻絲型號為HRE冷拉合金絲；高溫區(qū)長度為300mm，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5.5mm/匝；低溫區(qū)長度是100mm，電阻絲纏繞間隔密度是6mm/匝。將套管垂直放置，低溫區(qū)在下，高溫區(qū)在上方。陶瓷套管I內(nèi)部裝入密封的真空石英容器。石英容器的高度為500mm，石英容器兩端各距離陶瓷套管的兩端50mm。石英容器中裝有一個pBN坩禍和坩禍支撐裝置，坩禍高度400mm。坩禍裝有籽晶的一端在下方，坩禍內(nèi)盛有1kg的6N磷化銦多晶料和300g的5N無水氧化硼。pBNi甘禍在低溫區(qū)內(nèi)約20mm，中溫區(qū)內(nèi)200mm，高溫區(qū)內(nèi)180mm。單晶生長時，逐漸升溫并使低溫區(qū)溫度達(dá)到980°C，升溫速率為8°C /h。恒溫2h后，逐漸降溫，降溫速率為1°C /h,直至低溫區(qū)溫度達(dá)到850°C后，保溫4h，然后將降溫速率改為10°C /h，直至室溫。之后打開石英容器，得到磷化銦單晶。
[0042]采用此裝置生長的磷化銦單晶，結(jié)晶狀況良好，成品率為50% ;合成單晶重復(fù)率高，不同批次間單晶差異小。按照SJ/T 3245的要求，測得的本實施例制得的磷化銦晶體平均位錯密度在3000/cm2左右，局部位錯密度在500/cm2以下；按照國標(biāo)SJ/T 3244的要求測試得到的本實施例得到的磷化銦晶體載流子濃度<1016/cm3，迀移率3000cm2/Vs左右。
【主權(quán)項】
1.一種用于晶體生長的加熱裝置，包括: 保溫殼體，殼體內(nèi)部有空腔，為晶體生長提供空間；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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述保溫殼體表面有供電阻絲纏繞的凹槽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，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。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述保溫殼體的形狀為圓柱形或棱柱形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述保溫殼體的壁厚為50?100mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述保溫殼體的長度為500?1500mmo7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，所述電阻絲為鎳鉻電阻絲、鐵鉻鋁電阻絲或鎢鉬電阻絲。
【專利摘要】本實用新型提供了一種用于晶體生長的加熱裝置，包括：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。在本實用新型中，電阻絲為發(fā)熱元件，本實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，實現(xiàn)多晶合成和多晶生長。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實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。
【IPC分類】C30B35/00
【公開號】CN204803443
【申請?zhí)枴緾N201520470602
【發(fā)明人】狄聚青, 朱劉, 胡丹
【申請人】清遠(yuǎn)先導(dǎo)材料有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年7月1日