多元化合物半导体单晶的制备方法与生长装置

摘要

一种多元化合物半导体单晶的制备方法，工艺步骤为：①清洁坩埚，②装料并除气封结，③晶体生长，④退火与冷却。与该方法配套的单晶生长装置含有可移动下炉加热器及含有中部辅助加热器的单晶生长炉，它可以灵活根据多元化合物的结晶性，实现对结晶温度梯度区的温场调节，获得化合物单晶生长所需的窄温区、大温梯的结晶温场分布，维持固－液界面的稳定，实现单晶体的平界面生长。使用该生长装置，采用坩埚下降法可成功生长出外观完整、结晶性能好的多种多元化合物半导体单晶体。

主权项

1.一种多元化合物半导体单晶的制备方法，以多元化合物多晶体粉末为原料，以石英坩埚(14)为生长容器，其特征在于依次包括以下工艺步骤：①清洁坩埚清洁坩埚是将坩埚内壁进行去除杂质的处理；②装料并除气封结将多元化合物多晶体粉末装入清洁后的坩埚内，然后在200℃～350℃下抽空除气，当坩埚内的气压降至10-3～10-4Pa时封结；③晶体生长A、将封结后的坩埚(14)放入单晶生长炉内，让坩埚尖部位于上炉加热器的控温热偶(4)之上3～5cm处，将上炉以2～3℃/min的速率升温至多元化合物熔点以上50℃～100℃，下炉以同样速率升温至多元化合物熔点以下、脱熔分解温度以上，辅助加热器的控制温度为多元化合物的熔点温度，保温24小时～36小时，B、上述保温结束后，以10mm/h～15mm/h的速率下降坩埚尖部至辅助加热器的控温热偶(7)处，保温4小时～6小时后以0.2mm/h～0.5mm/h的速率下降坩埚开始晶体生长，经过2周～4周时间，让熔体全部移动通过固-液界面(15)；④退火与冷却完成单晶体生长后将坩埚下降至下炉等温区退火2天～4天，然后断电，让晶锭随炉冷却至室温后取出。