一种碲化锌单晶生长技术

摘要

本发明涉及一种ZnTe单晶的底部籽晶法生长技术，即将合成好的高纯富碲多晶ZnTe原料，装入底部事先安置好ZnTe籽晶的PBN坩埚内，然后密封于石英坩埚内，置于三温区下降炉内进行生长晶体，炉温控制在1000～1250℃，生长速率0.5～1/h。下降炉内设有多个等效的坩埚位置，可同时生长多根晶体。晶体生长结束后，通过调整坩埚位置和控制炉温，对晶体实行原位退火，即获得ZnTe单晶。本发明的ZnTe单晶的底部籽晶法生长技术，所用的生长炉结构简单，操作方便，炉膛内部温度梯度可调节，且原位退火可降低热应力引起的晶体缺陷，同时由于炉内多个等效工位，可同时生长多根晶体，降低晶体成本，非常适合规模生产。

主权项

一种ZnTe单晶生长方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、原料配制：采用高纯Zn和Te配制富Te的初始原料，其中Te含量在60‑90mol％范围内，在密闭条件下加热到1000℃～1200℃后进行化学反应合成富碲的ZnTe多晶料；(2)、晶体生长：将步骤(1)所获得的ZnTe晶体，经X射线定向仪精确定向，切割、研磨成直径10‑20mm的ZnTe籽晶，籽晶取向为<100>或<110>，用去离子水清洗干净并烘干后装入PBN坩埚的种井位置，然后装入富碲的ZnTe多晶料，密封于石英坩埚内，将之移入下降炉高温区T1内，炉温控制在1000～1250℃，保温2‑3小时，待原料全部充分熔化后，调整坩埚位置使籽晶顶部融化，启动下降机构，开始晶体生长，界面温度梯度20～40℃/cm，生长速度为0.5～1mm/h；在三温区的下降炉内，多个坩埚同时进行上述相同操作，以实现同步生长；(3)、退火处理：待原料全部结晶后，将坩埚移至下降炉的低温区T3内，在700～900℃下保温8～12h，消除晶体内部热应力，然后以30～50℃/h的速率缓慢降温至室温，获得ZnTe单晶。