一種生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及晶體生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于晶體生長(zhǎng)的鉭坩禍，該坩禍特別適合用于物理氣相傳輸法生長(zhǎng)單晶材料，尤其是氮化鋁單晶。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化鋁單晶材料是一種研制新型大功率微波器件和短波長(zhǎng)光電器件的極為理想的襯底材料，但目前還很難得到氮化鋁體單晶材料。氮化鋁理論計(jì)算熔點(diǎn)為2800°C，離解壓力為20MPa，因此難以像硅和砷化鎵一樣采用熔體直拉法或溫度梯度凝固法技術(shù)來(lái)生長(zhǎng)單晶。目前比較有希望的方法之一為PVT (Physical Vapor Transport，物理氣相傳輸)法。然而，由于晶體高的生長(zhǎng)溫度以及高溫下鋁蒸汽的高反應(yīng)活性，導(dǎo)致坩禍材料的選擇成為氮化鋁晶體生長(zhǎng)的一個(gè)難題。
[0003]用于氮化鋁晶體生長(zhǎng)的坩禍材料，最基本的條件是具有高的熔點(diǎn)，只有熔點(diǎn)接近甚至高于3000°C的材料才是適當(dāng)?shù)倪x擇。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，碳化鉭坩禍?zhǔn)巧L(zhǎng)氮化鋁晶體的理想選擇。而我們的研究表明，一般的碳化鉭坩禍在晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于溫度分布的影響，晶體的形核生長(zhǎng)易發(fā)生坩禍蓋與坩禍筒的連接處，影響晶體的生長(zhǎng)和實(shí)驗(yàn)后樣品的取出。因此有必要對(duì)坩禍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，改變坩禍內(nèi)氣流的分布進(jìn)而改善單晶形核和生長(zhǎng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，該坩禍更有利于在高溫下，氮化鋁單晶的形核和晶體的生長(zhǎng)。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，所述坩禍包括坩禍蓋、坩禍筒和導(dǎo)流環(huán);其中，所述坩禍蓋下表面設(shè)置有下凸臺(tái)；所述導(dǎo)流環(huán)為上大下小的梯形圓環(huán);所述下凸臺(tái)下表面的邊緣與所述導(dǎo)流環(huán)的上沿間隙配合;所述坩禍筒內(nèi)表面設(shè)置有托起導(dǎo)流環(huán)的凸起，導(dǎo)流環(huán)的下沿與所述凸起間隙配合；所述下凸臺(tái)和導(dǎo)流環(huán)的側(cè)面均與所述坩禍筒的內(nèi)表面間隙配合;所述坩禍蓋、導(dǎo)流環(huán)和坩禍筒由上到下依次連接構(gòu)成所述坩禍。
[0007]進(jìn)一步，所述坩禍蓋、坩禍筒和導(dǎo)流環(huán)均經(jīng)過(guò)碳化處理;所述坩禍蓋、坩禍筒和導(dǎo)流環(huán)的內(nèi)外表面均附著有碳化層。
[0008]進(jìn)一步，所述碳化層的深度大于150μηι。
[0009]進(jìn)一步，所述間隙配合的間隙為0.lmm-0.15mm。
[0010]本實(shí)用新型具有以下積極的技術(shù)效果:
[0011]本申請(qǐng)?zhí)巅岬溣行У馗淖兞僳岬渻?nèi)氣流的分布，該坩禍更有利于在高溫下，氮化鋁單晶的形核和晶體的生長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的坩禍的剖面示意圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型的坩禍蓋的剖面示意圖；
[0014]圖3是本實(shí)用新型的坩禍蓋的俯視圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型的導(dǎo)流環(huán)的剖面示意圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型的導(dǎo)流環(huán)的俯視圖；
[0017]圖6是本實(shí)用新型的坩禍筒的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，參考附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的說(shuō)明，附圖中標(biāo)示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0019]為了易于說(shuō)明，在這里可以使用諸如“上”、“下”“左” “右”等空間相對(duì)術(shù)語(yǔ)，用于說(shuō)明圖中示出的一個(gè)元件或特征相對(duì)于另一個(gè)元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語(yǔ)意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上” O因此，示例性術(shù)語(yǔ)“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對(duì)說(shuō)明可相應(yīng)地解釋。
[0020]如圖1-6所示，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，該坩禍包括坩禍蓋1、坩禍筒3和導(dǎo)流環(huán)2;其中，坩禍蓋I下表面設(shè)置有下凸臺(tái)4;導(dǎo)流環(huán)2為上大下小的梯形圓環(huán)；下凸臺(tái)4下表面的邊緣與導(dǎo)流環(huán)2的上沿間隙配合;坩禍筒3內(nèi)表面設(shè)置有托起導(dǎo)流環(huán)的凸起5，導(dǎo)流環(huán)2的下沿與凸起5間隙配合；下凸臺(tái)4和導(dǎo)流環(huán)2的側(cè)面均與坩禍筒3的內(nèi)表面間隙配合;坩禍蓋1、導(dǎo)流環(huán)2和坩禍筒3由上到下依次連接構(gòu)成本申請(qǐng)的坩禍。
[0021]優(yōu)選地，坩禍蓋1、坩禍筒3和導(dǎo)流環(huán)2均經(jīng)過(guò)碳化處理;坩禍蓋1、坩禍筒3和導(dǎo)流環(huán)2的內(nèi)外表面均附著有碳化層;且碳化層的深度大于150μπι。
[0022]優(yōu)選地，下凸臺(tái)4下表面的邊緣與導(dǎo)流環(huán)2的上沿之間的間隙、導(dǎo)流環(huán)2的下沿與凸起5之間的間隙、下凸臺(tái)4和導(dǎo)流環(huán)2的側(cè)面均與坩禍筒3的內(nèi)表面之間的間隙均為0.1mm-0.15mm0
[0023]上面所述只是為了說(shuō)明本實(shí)用新型，應(yīng)該理解為本實(shí)用新型并不局限于以上實(shí)施例，符合本實(shí)用新型思想的各種變通形式均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，其特征在于，所述坩禍包括坩禍蓋、坩禍筒和導(dǎo)流環(huán)；其中，所述坩禍蓋下表面設(shè)置有下凸臺(tái)；所述導(dǎo)流環(huán)為上大下小的梯形圓環(huán);所述下凸臺(tái)下表面的邊緣與所述導(dǎo)流環(huán)的上沿間隙配合;所述坩禍筒內(nèi)表面設(shè)置有托起導(dǎo)流環(huán)的凸起，導(dǎo)流環(huán)的下沿與所述凸起間隙配合;所述下凸臺(tái)和導(dǎo)流環(huán)的側(cè)面均與所述坩禍筒的內(nèi)表面間隙配合;所述坩禍蓋、導(dǎo)流環(huán)和坩禍筒由上到下依次連接構(gòu)成所述坩禍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，其特征在于，所述坩禍蓋、坩禍筒和導(dǎo)流環(huán)均經(jīng)過(guò)碳化處理;所述坩禍蓋、坩禍筒和導(dǎo)流環(huán)的內(nèi)外表面均附著有碳化層。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，其特征在于，所述碳化層的深度大于.150ymo4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩禍，其特征在于，所述間隙配合的間隙為.0.lmm-0.15mm0
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種生長(zhǎng)氮化鋁單晶用坩堝，該坩堝包括坩堝蓋、坩堝筒和導(dǎo)流環(huán)；其中，坩堝蓋下表面設(shè)置有下凸臺(tái)；導(dǎo)流環(huán)為上大下小的梯形圓環(huán)；下凸臺(tái)下表面的邊緣與導(dǎo)流環(huán)的上沿間隙配合；坩堝筒內(nèi)表面設(shè)置有托起導(dǎo)流環(huán)的凸起，導(dǎo)流環(huán)的下沿與凸起間隙配合；下凸臺(tái)和導(dǎo)流環(huán)的側(cè)面均與坩堝筒的內(nèi)表面間隙配合；坩堝蓋、導(dǎo)流環(huán)和坩堝筒由上到下依次連接構(gòu)成坩堝。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N新型的坩堝結(jié)構(gòu)，該坩堝更有利于在高溫下，氮化鋁單晶的形核和晶體的生長(zhǎng)。
【IPC分類(lèi)】C30B23/00, C30B29/38
【公開(kāi)號(hào)】CN205223407
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520941670
【發(fā)明人】劉京明, 楊俊 , 劉彤, 董志遠(yuǎn), 趙有文
【申請(qǐng)人】北京華進(jìn)創(chuàng)威電子有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日