[发明专利]晶体生长装置及方法

权利要求书

1.一种用于晶体生长的装置，包括：

具有加热源以及可移动坩埚架的晶体生长炉，所述坩埚架支撑具有原材料并包含有籽晶的坩埚；以及

耦合于所述晶体生长炉的控制器，所述控制器用于控制所述加热源以及所述可移动坩埚架，以便当在所述炉子中时，在所述坩埚中进行晶体生长工艺，其中可对所述加热源进行调整以使结晶温度梯度相对于所述静止的坩埚移动，从而熔化所述原材料并重新将其制成单晶化合物；以及在到达预定的晶体生长长度时，在所述坩埚上进行晶体生长工艺，其中所述坩埚相对于所述静止加热源移动，以便继续熔化所述原材料并将其转化为单晶化合物。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述加热源为静止的加热源。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述晶体生长炉具有锥形晶体生长区并且其中所述预定的晶体生长长度为在所述锥形晶体生长区之上约0.25到约50mm。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述炉子还包括垂直梯度凝固炉。

5.如权利要求3所述的装置，其中所述晶体生长炉制备出没有体嵌晶的晶锭。

6.如权利要求5所述的装置，其中所述晶锭为砷化镓。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述垂直梯度凝固工艺以约0.1到约10.0℃/小时的冷却速率以及在约0.5到约10.0℃/cm之间的温度梯度的条件下生长所述晶体。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述垂直布里奇曼工艺以冷却速率为约0.1到约10.0℃/小时，温度梯度为从约0.5到约10.0℃/cm生长所述晶体。

9.如权利要求1所述的装置，还包括装载有砷化镓原材料的装载坩埚，所述砷化镓原材料被熔化到所述坩埚中，以便向所述坩埚提供更大量的砷化镓原材料。

10.一种用于晶体生长的装置，包括：

具有可移动加热源以及固定的坩埚架的晶体生长炉，所述固定的坩埚架支撑具有原材料并包含有籽晶的坩埚；以及

耦合于所述晶体生长炉的控制器，所述控制器用于控制所述可移动的加热源，以便当在所述炉子中时，在所述坩埚上进行晶体生长工艺，其中可对所述静止的加热源进行调整以使结晶温度梯度相对于所述静止的坩埚移动，从而熔化所述原材料并将其转化成单晶化合物；以及在到达预定的晶体生长长度时在所述坩埚上进行晶体生长工艺，其中所述加热源相对于所述静止的坩埚移动，从而继续熔化所述原材料并转化成单晶化合物。

11.如权利要求10所述的装置，其中所述晶体生长炉具有锥形晶体生长区，并且其中所述预定的晶体生长长度为在所述锥形晶体生长区上方约0.25到50mm。

12.如权利要求10所述的装置，其中所述炉还包括垂直梯度凝固炉。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述晶体生长炉生产出没有体嵌晶的晶锭。

14.如权利要求13所述的装置，其中所述晶锭为砷化镓。

15.如权利要求10所述的装置，其中所述垂直梯度凝固工艺以冷却速率为约0.1到约10.0℃/小时，温度梯度介于约0.5到约10.0℃/cm之间生长所述晶体。

16.如权利要求15所述的装置，其中所述垂直布里奇曼斯托克巴杰工艺以冷却速率为约0.1到约10.0℃/小时，温度梯度约0.5到约10.0℃/cm生长所述晶体。

17.如权利要求10所述的装置，还包括装载有砷化镓原材料的装载坩埚，所述砷化镓原材料熔化到所述坩埚中，以便向所述坩埚提供更大量的砷化镓原材料。

18.一种用于晶体生长的方法，包括：

将带有坩埚的安瓿插入具有加热源的炉中，其中所述坩埚中具有籽晶和原材料；

采用垂直梯度凝固工艺生长晶体，其中将加热源内的所述结晶温度梯度相对于所述静止的坩埚移动，以便熔化所述原材料并转化成单晶化合物；以及

在预定的晶体生长长度下，在所述炉子中的安瓿上采用垂直布里奇曼工艺生长晶体，其中所述安瓿相对于所述静止的加热源移动，以便继续熔化所述原材料并转化成单晶化合物。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述加热源为静止的加热源。