銻化鎵晶體生長(zhǎng)除雜裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種銻化鎵晶體生長(zhǎng)除雜裝置。該除雜裝置包括除雜連接件和除雜坩堝兩部分，并通過(guò)除雜連接件與由籽晶拉線(xiàn)、籽晶桿和籽晶構(gòu)成的Cz單晶爐籽晶裝置連接；除雜連接件和除雜坩堝均設(shè)為圓柱形，除雜連接件的上端設(shè)有與籽晶桿連接的中心孔，該中心孔內(nèi)徑大于籽晶桿拉線(xiàn)外徑且小于籽晶桿外徑，除雜連接件通過(guò)該中心孔掛在籽晶桿上；除雜連接件的下端與除雜坩堝的上端焊接；除雜坩堝外徑小于生長(zhǎng)坩堝內(nèi)徑3?5mm，除雜坩堝底部設(shè)為網(wǎng)狀，以去除雜質(zhì)，保留純凈的熔體。采用本裝置可去除LEC法生長(zhǎng)GaSb單晶過(guò)程中的雜質(zhì)，消除雜質(zhì)對(duì)成晶的影響，提高成晶率及晶體質(zhì)量。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及單晶制備技術(shù)，特別是涉及一種銻化鎵晶體生長(zhǎng)除雜裝置。
技術(shù)介紹
采用LEC（液封提拉法）法進(jìn)行GsSb（銻化鎵）單晶生長(zhǎng)。LEC法生長(zhǎng)晶體分為以下幾個(gè)階段：熔晶、放肩、收肩、等徑生長(zhǎng)、收尾。在升溫熔晶時(shí)，常由于高溫條件下導(dǎo)致GaSb生長(zhǎng)原料與空氣反應(yīng)，主要為原料被氧化，所形成的固態(tài)雜質(zhì)漂浮在熔體上。在放肩階段，這些雜質(zhì)固結(jié)到籽晶表面，影響正常的流場(chǎng)及晶體正常生長(zhǎng)，使得單晶表面夾雜雜質(zhì)，凹凸不平，導(dǎo)致拉晶失敗。影響LEC法成晶的主要因素包含熔晶溫度、放肩、收肩時(shí)的晶轉(zhuǎn)、鍋轉(zhuǎn)、晶升、鍋升及降溫速率。在放肩時(shí)，原料熔體越為純凈就越能提高晶體的成晶率，尤其是表面與籽晶接觸部位無(wú)雜質(zhì)。同時(shí)晶轉(zhuǎn)與鍋轉(zhuǎn)為晶體生長(zhǎng)所創(chuàng)造的流場(chǎng)也應(yīng)為較為理想的層流才行。在現(xiàn)有的LEC法單晶爐中，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)預(yù)留的裝置或者結(jié)構(gòu)來(lái)去除熔體中的雜質(zhì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題和現(xiàn)狀，本技術(shù)的目的是在現(xiàn)有的LEC單晶爐基礎(chǔ)上，在不對(duì)單晶爐進(jìn)行大型改動(dòng)的情況下，在籽晶桿部位增加一種裝置，從而達(dá)到去除熔體中雜質(zhì)的效果。本技術(shù)為達(dá)到上述目的所采取的技術(shù)方案是：一種銻化鎵晶體生長(zhǎng)除雜裝置，其特征在于：該除雜裝置包括除雜連接件和除雜坩堝兩部分，并通過(guò)除雜連接件與由籽晶桿拉線(xiàn)、籽晶桿和籽晶構(gòu)成的Cz單晶爐籽晶裝置連接；除雜連接件和除雜坩堝均設(shè)為圓柱形，除雜連接件的上端設(shè)有與籽晶桿連接的中心孔，該中心孔內(nèi)徑大于籽晶桿拉線(xiàn)外徑且小于籽晶桿外徑，除雜連接件通過(guò)該中心孔掛在籽晶桿上；除雜連接件的下端與除雜坩堝的上端焊接；除雜坩堝外徑小于生長(zhǎng)坩堝內(nèi)徑3-5mm，除雜坩堝底部設(shè)為網(wǎng)狀，以去除雜質(zhì)，保留純凈的熔體。本技術(shù)主要增加了除雜連接件和除雜坩堝，兩者可連接在一起。除雜連接件上端為孔狀，其內(nèi)徑大于籽晶桿拉線(xiàn)外徑且小于籽晶桿外徑，使其可以?huà)煸谧丫U上而不掉落。除雜坩堝外徑應(yīng)小于生長(zhǎng)坩堝內(nèi)徑3-5mm，底部為網(wǎng)狀，通過(guò)這些網(wǎng)去除雜質(zhì)，保留純凈的熔體。整體高度H（如圖2所示）應(yīng)高于除雜坩堝完全下降后籽晶下降到接觸液面距離，消除裝置對(duì)拉晶高度的影響。此外，在除雜坩堝外壁上增加的掛鉤可掛在加熱器或其它剛性不易碎的生長(zhǎng)坩堝上，避免對(duì)生長(zhǎng)坩堝的壓力導(dǎo)致坩堝破碎。整體除雜裝置使用高純度石英制成。在制作時(shí)，為降低成本可將除雜裝置分為除雜連接件與除雜坩堝兩部分，分別做完后，再焊接為一體。本技術(shù)的有益效果是：采用本裝置可去除LEC法生長(zhǎng)GaSb單晶過(guò)程中的雜質(zhì)，消除雜質(zhì)對(duì)成晶的影響，提高成晶率及晶體質(zhì)量。附圖說(shuō)明圖1為Cz單晶爐籽晶裝置示意圖；圖2為除雜裝置與籽晶裝置連接示意圖；圖3為除雜裝置示意圖；圖4為圖3中除雜坩堝放大的俯視圖；圖5為化料完成前除雜裝置與生長(zhǎng)坩堝相對(duì)位置關(guān)系示意圖；圖6為化料完成后除雜裝置下降到生長(zhǎng)坩堝內(nèi)的位置關(guān)系示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步說(shuō)明。參照?qǐng)D1至圖6，首先根據(jù)GaSb單晶生長(zhǎng)情況設(shè)計(jì)所需的除雜坩堝6內(nèi)徑、外徑及整體高度H。按圖2中的方式安裝。在料（GaSb）完全變?yōu)槿垠w后，將除雜裝置4下降至生長(zhǎng)坩堝8底部。該除雜裝置4主要靠裝置自身的重力來(lái)克服沉入熔體時(shí)產(chǎn)生的浮力，所以對(duì)于不同的原料，可根據(jù)具體的熔體密度在坩堝連接件5上增加壓塊來(lái)增加其重量。在除雜坩堝6下降過(guò)程中熔體通過(guò)除雜坩堝6底部的網(wǎng)流過(guò)，而雜質(zhì)被阻擋在外部。當(dāng)除雜坩堝6完全下降到生長(zhǎng)坩堝8底部時(shí)，籽晶3還未接觸熔體，可根據(jù)實(shí)際工藝將籽晶3繼續(xù)下降，開(kāi)始熔晶、放肩、收肩、等徑生長(zhǎng)。在晶體生長(zhǎng)的過(guò)程中，籽晶3位置與生長(zhǎng)坩堝的相對(duì)距離在變長(zhǎng)，高度H的合理設(shè)計(jì)計(jì)算（在籽晶桿下降到使籽晶剛和熔液表面接觸時(shí)，H=h+晶體高度+生長(zhǎng)坩堝高度+熔液高度+除雜坩堝底厚度+余量，籽晶桿上與除雜件連接處到熔液表面的距離h為300mm，所拉晶體高度為30mm，生長(zhǎng)坩堝高度50mm，熔液高度40mm，除雜坩堝底厚度為2mm，余量為20mm時(shí)，H=300+30+50+40+2+20=442mm），使得晶體在完全長(zhǎng)出之前，籽晶桿2不會(huì)將除雜坩堝6提起，影響單晶生長(zhǎng)。單晶生長(zhǎng)完成后，將籽晶桿2上升一定高度使除雜裝置4脫離液面，保護(hù)生長(zhǎng)坩堝8、除雜裝置4及剩料。實(shí)施例：本除雜裝置4包括除雜連接件5和除雜坩堝6兩部分，并通過(guò)除雜連接件5與由籽晶桿拉線(xiàn)1、籽晶桿2和籽晶3構(gòu)成的Cz單晶爐籽晶裝置連接；除雜連接件5和除雜坩堝6均設(shè)為圓柱形，除雜連接件5的上端設(shè)有與籽晶桿2連接的中心孔，該中心孔內(nèi)徑大于籽晶桿拉線(xiàn)1外徑1mm，且小于籽晶桿2外徑，（若籽晶桿拉線(xiàn)外徑為1mm，籽晶桿2外徑為6mm，則中心孔內(nèi)徑可為2-3mm），除雜連接件5通過(guò)該中心孔掛在籽晶桿2上；除雜連接件5的下端與除雜坩堝6的上端焊接；除雜坩堝6外徑小于生長(zhǎng)坩堝8內(nèi)徑3-5mm（若生長(zhǎng)坩堝8內(nèi)徑為60mm，則除雜坩堝6外徑為55-57mm），除雜坩堝6底部設(shè)為網(wǎng)狀，以去除雜質(zhì)，保留純凈的熔體。本除雜裝置的除雜坩堝6外壁上設(shè)有掛鉤7，通過(guò)掛鉤7將除雜坩堝6掛在生長(zhǎng)坩堝8上（也可以?huà)煸诩訜崞魃希苊鈱?duì)生長(zhǎng)坩堝8的壓力導(dǎo)致生長(zhǎng)坩堝8破碎。本除雜裝置4均采用石英材料制成。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種銻化鎵晶體生長(zhǎng)除雜裝置，其特征在于：該除雜裝置（4）包括除雜連接件（5）和除雜坩堝（6）兩部分，并通過(guò)除雜連接件（5）與由籽晶桿拉線(xiàn)（1）、籽晶桿（2）和籽晶（3）構(gòu)成的Cz單晶爐籽晶裝置連接；除雜連接件（5）和除雜坩堝（6）均設(shè)為圓柱形，除雜連接件（5）的上端設(shè)有與籽晶桿（2）連接的中心孔，該中心孔內(nèi)徑大于籽晶桿拉線(xiàn)（1）外徑且小于籽晶桿（2）外徑，除雜連接件（5）通過(guò)該中心孔掛在籽晶桿（2）上；除雜連接件（5）的下端與除雜坩堝（6）的上端焊接；除雜坩堝（6）外徑小于生長(zhǎng)坩堝（8）內(nèi)徑3?5mm，除雜坩堝（6）底部設(shè)為網(wǎng)狀，以去除雜質(zhì)，保留純凈的熔體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種銻化鎵晶體生長(zhǎng)除雜裝置，其特征在于：該除雜裝置（4）包括除雜連接件（5）和除雜坩堝（6）兩部分，并通過(guò)除雜連接件（5）與由籽晶桿拉線(xiàn)（1）、籽晶桿（2）和籽晶（3）構(gòu)成的Cz單晶爐籽晶裝置連接；除雜連接件（5）和除雜坩堝（6）均設(shè)為圓柱形，除雜連接件（5）的上端設(shè)有與籽晶桿（2）連接的中心孔，該中心孔內(nèi)徑大于籽晶桿拉線(xiàn)（1）外徑且小于籽晶桿（2）外徑，除雜連接件（5）通過(guò)該中心孔掛在籽晶桿（2）上；除雜連接件（5）的下端與除...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭文斌，徐永寬，李璐杰，張穎武，霍曉青，司華青，張志鵬，練小正，程紅娟，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所，
類(lèi)型：新型
國(guó)別省市：天津;12