【技術實現步驟摘要】
本技術屬于晶體生長裝置，尤其涉及一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置。
技術介紹
1、近些年來銻化鎵材料越來越引起人們興趣,?這主要是光纖通信技術的發展,?對新器件的潛在需求而引起的。在光通信中為了減少傳輸中的損耗,?總是盡可能采用較長波長的光,?最早使用0?.8μm?波長的光,?使用1?.55?μm?波長的光。據估計下一代光纖通信將采用更長波長的光。研究表明某些非硅材料光纖在波長為(2?～?4)μm?的范圍時傳輸損耗更小。在所有ⅲ?-ⅴ族材料中,gasb作為襯底材料引起了更多的注意,?因為它可以與各種ⅲ?-ⅴ族材料的三元、四元固熔體合金的晶格常數相匹配,?這些材料光譜的范圍在(0?.8～?4?.0)μm?之間,?正好符合要求。另外,?利用gasb基材料超晶格的帶間吸收也可以制造更長波長(8?～?14)μm?范圍的探測器。
2、為了滿足日益增長紅外光電子器件對銻化物晶體襯底尺寸日益增大的需求，銻化鎵的生長正向著大直徑生長方向迅猛發展，生長大直徑銻化鎵需要加大銻化物多晶原料的投入，但銻化物多晶原料投入過多則融料速率較慢，而且對融料坩堝的要求也較大，因此在采用lec方法生長銻化鎵時一般采用連續加料的方式。
3、現有的連續加料裝置的加料速度基本通過閥門控制，其結構包括融料坩堝和閥門融料坩堝的下端帶有加料管，閥門設置在加料管上。這樣的缺陷有：首先，耐高溫閥門的造價較高，不夠經濟。其次，在閥門同樣開啟角度下，融料坩堝內的液柱高度不同，單位時間內的過流量也不同（融料坩堝內液柱高度越高，閥門過流量越大；融料坩堝內液柱高度
技術實現思路
1、為了解決
技術介紹
中提到的缺陷，本技術提供一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，本技術不需要使用閥門，降低使用成本；本技術能夠保證勻速加料，避免加料速度不均勻對晶體生長造成不利影響。
2、本技術提供的技術方案是：一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，包括生長爐和融料爐，生長爐內設置有外層生長坩堝和內層生長坩堝，內層生長坩堝的直徑小于外層生長坩堝的直徑，內層生長坩堝位于外層生長坩堝內，內層生長坩堝與外層生長坩堝之間帶有環形空間，通過環形空間向兩層生長坩堝內加料，即不影響兩層生長坩堝在拉晶時的旋轉運動，又能保證加料管與拉晶不干涉，拉出的晶棒直徑為內層生長坩堝的內徑；內層生長坩堝的下端與外層生長坩堝之間帶有過液間隙，確保內外層生長坩堝內的液位高度一致；所述的融料爐內填充有惰性氣體，融料爐內設置有融料坩堝和底部坩堝，融料坩堝上端加蓋有密封的坩堝蓋，融料坩堝下端伸入到底部坩堝內，融料坩堝的下端帶有出液口，出液口處設置有封板塞，封板塞包括端帽和位于端帽下方的頸部，端帽的直徑大于出液口，頸部的直徑小于出液口，所述的頸部伸出于融料坩堝之外并能夠頂在底部坩堝內壁上，當頸部抵在底部坩堝上以后，將端帽與出液口的密封解除，融料通過出液口流入到底部坩堝內，通過大氣壓原理可知，當流出液相高度封住出液口后，便不會有融料流出，因此能夠始終保持底部坩堝內液位高度與出液口底端平齊；所述的底部坩堝的側壁連接有加料管，加料管的高度低于出液口的高度，加料管的另一端位于內層生長坩堝與外層生長坩堝之間的環形空間的上方，加料管的內徑小于出液口的內徑，由于底部坩堝內的液位高度始終如一，因此加料速度為勻速。
3、進一步的技術方案是：所述的融料坩堝不少于三個；融料爐內還設置有坩堝旋轉組件和坩堝升降組件；坩堝旋轉組件能夠驅動各個融料坩堝轉動，坩堝升降組件能夠驅動各個融料坩堝升降；所述的坩堝旋轉組件包括驅動器a、旋轉軸、隨轉軸套和l型連接桿，驅動器a位于融料爐外側，驅動器a的輸出端與旋轉軸固定連接，隨轉軸套套設在旋轉軸上并與旋轉軸通過鍵配合，隨轉軸套可在旋轉軸的軸向上滑動，l型連接桿的數量與融料坩堝數量相等，每個l型連接桿的一端均與隨轉軸套固定連接，l型連接桿的另一端與融料坩堝連接，從而使融料坩堝跟隨l型連接桿運動；所述的坩堝升降組件包括驅動器b、螺紋轉軸、旋轉軸套和橫桿，所述的驅動器b位于融料爐外側，驅動器b的輸出端與螺紋轉軸固定連接，旋轉軸套套設在旋轉軸上并與旋轉軸間隙配合，橫桿的一端與旋轉軸套固定連接，橫桿的另一端加工有螺紋孔，所述的螺紋轉軸與螺紋孔螺紋配合；所述的融料爐內還設置有融料加熱組件，所述的融料加熱組件有兩組。
4、進一步的技術方案是：內層生長坩堝的上部與外層生長坩堝之間通過石英銷連接；確保液封直拉法生長單晶時內層生長坩堝固定不動。
5、進一步的技術方案是：所述的底部坩堝內設置有用于承載融料坩堝的支撐爪，支撐爪支撐融料坩堝的同時，對融料坩堝進行限位，保持出液口的高度位置不變。
6、進一步的技術方案是：所述的旋轉軸套外側設置有鉤爪，隨轉軸套的外側設置有凸出的臺階，所述的鉤爪鉤放在隨轉軸套的臺階處，從而使得旋轉軸套沿著旋轉軸的軸向滑行過程中帶動隨轉軸套滑行。
7、與現有技術相比較，本技術的有益效果在于：
8、1.本技術不需要閥門，因此使用成本更低；本技術中，融料坩堝向底部坩堝漏料過程中，根據大氣壓原理，底部坩堝內液位高度一直為融料坩堝出液口的高度，因此底部坩堝向加料管內加料速度只與加料管的直徑大小有關，在直徑大小選定后，加料勻速進行，勻速加料能夠降低進入生長坩堝內的液面高度的波動，降低對液封直拉法的不利用。
9、2.本技術設計有兩組融料加熱組件和不少于三個融料坩堝，其中一組融料加熱組件始終位于底部坩堝外側，另一組融料加熱組件用于依次輪流為多個融料坩堝加熱，當一個融料坩堝融料結束后，將其放入到底部坩堝上方進行漏料，與現有技術中融料和漏料整個過程中，所有的原料都需要加熱相比較，本技術實現了分批次加熱，在融料和漏料總耗時相同的情況下，熱能消耗更低，更加經濟。
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1.一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：包括生長爐和融料爐，生長爐內設置有外層生長坩堝（2）和內層生長坩堝（1），內層生長坩堝（1）的直徑小于外層生長坩堝（2）的直徑，內層生長坩堝（1）位于外層生長坩堝（2）內，內層生長坩堝（1）與外層生長坩堝（2）之間帶有環形空間，內層生長坩堝（1）的下端與外層生長坩堝（2）之間帶有過液間隙；融料爐內設置有融料坩堝（9）和底部坩堝（8），所述的融料坩堝（9）上端加蓋有密封的坩堝蓋（10），融料坩堝（9）下端伸入到底部坩堝（8）內，融料坩堝（9）的下端帶有出液口，出液口處設置有封板塞（7），封板塞（7）包括端帽和位于端帽下方的頸部，端帽的直徑大于出液口，頸部的直徑小于出液口，所述的頸部伸出于融料坩堝（9）之外并能夠頂在底部坩堝（8）內壁上，所述的底部坩堝（8）的側壁連接有加料管（6），加料管（6）的高度低于出液口的高度，加料管（6）的另一端位于內層生長坩堝（1）與外層生長坩堝（2）之間的環形空間的上方。
2.根據權利要求1所述的一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：所述的融料坩堝（9）不少于三個；融料爐內還設置有
3.根據權利要求1所述的一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：內層生長坩堝（1）的上部與外層生長坩堝（2）之間通過石英銷連接。
4.根據權利要求1所述的一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：所述的底部坩堝（8）內設置有用于承載融料坩堝（9）的支撐爪。
5.根據權利要求2所述的一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：所述的旋轉軸套（18）外側設置有鉤爪（20），隨轉軸套（19）的外側設置有凸出的臺階，所述的鉤爪（20）鉤放在隨轉軸套（19）的臺階處，從而使得旋轉軸套（18）沿著旋轉軸的軸向滑行過程中帶動隨轉軸套（19）滑行。
...【技術特征摘要】
1.一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：包括生長爐和融料爐，生長爐內設置有外層生長坩堝（2）和內層生長坩堝（1），內層生長坩堝（1）的直徑小于外層生長坩堝（2）的直徑，內層生長坩堝（1）位于外層生長坩堝（2）內，內層生長坩堝（1）與外層生長坩堝（2）之間帶有環形空間，內層生長坩堝（1）的下端與外層生長坩堝（2）之間帶有過液間隙；融料爐內設置有融料坩堝（9）和底部坩堝（8），所述的融料坩堝（9）上端加蓋有密封的坩堝蓋（10），融料坩堝（9）下端伸入到底部坩堝（8）內，融料坩堝（9）的下端帶有出液口，出液口處設置有封板塞（7），封板塞（7）包括端帽和位于端帽下方的頸部，端帽的直徑大于出液口，頸部的直徑小于出液口，所述的頸部伸出于融料坩堝（9）之外并能夠頂在底部坩堝（8）內壁上，所述的底部坩堝（8）的側壁連接有加料管（6），加料管（6）的高度低于出液口的高度，加料管（6）的另一端位于內層生長坩堝（1）與外層生長坩堝（2）之間的環形空間的上方。
2.根據權利要求1所述的一種生長大尺寸銻化鎵的連續加料裝置，其特征在于：所述的融料坩堝（9）不少于三個；融料爐內還設置有坩堝旋轉組件和坩堝升降組件；所述的坩堝旋轉組件包括驅動器a（17）、旋轉軸（16）、隨轉軸套（19）和l型連接桿（12），驅動器a（17）位于融料爐外側，驅動器a（17）的輸出端與旋轉軸（16）固定連接，隨轉軸套（19）套設在旋轉軸（16）上并與旋轉軸（16）通過鍵配合，隨轉軸套（19）可在旋...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭紅軍，袁韶陽，于會永，馮佳峰，
申請(專利權)人：大慶溢泰半導體材料有限公司，
類型：新型
國別省市：
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