[发明专利]一种磷化镓多晶合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热合成工艺，具体地说，是涉及一种磷化镓多晶合成方 法。

背景技术

磷化镓单晶的拉制来源于合成的磷化镓多晶。而磷化镓多晶的合成是在密 封的石英反应管中进行的。在合成磷化镓多晶的过程中，石英反应管因为磷的 气化会产生较大气压，目前一般的做法是通过控制石英反应管外的气压来使石 英反应管内外气压达到平衡，从而不至于炸管。然而，目前在传统合成磷化镓 多晶的过程中通常采用超高频加热方式，这种加热方式采用了高频振荡管，该 高频振荡管的输出振荡电压到达了7000～8000V，输出频率达到了200～ 300kHz，随之会产生较强的电磁辐射，对人体健康造成危害。并且，从实践可 以看出，这种传统超高频加热合成磷化镓多晶方法容易出现炸管情况，合成的 磷化镓多晶透明度较低，而且在高温高湿的环境下容易出现电极打火的情况， 高频振荡管也容易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷化镓多晶合成方法，该方法可以减少磷化镓 多晶合成过程中的炸管次数，而且不会产生电极打火现象，不会对人体健康造 成危害。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种磷化镓多晶合成方法，其特征在于：该方法采用中高频加热方式合成 磷化镓，包括步骤：

步骤1：在合成炉室内充入氮气5～10巴后加热，并使合成炉室内氮气的 压力维持在20～30巴的范围内；

步骤2：将磷炉升温至480～520℃的范围内，将后炉升温至700～800℃的 范围内，将感应线圈中通入的电流上升到40～150A的范围内，感应线圈的输 出电压控制在5～15V且频率调制到10～20KHz的范围内，以使感应区域升温；

步骤3：确认磷炉、后炉的温度升到设定温度范围内并稳定，以及感应线 圈中的电流、感应线圈的输出电压及其频率达到设定范围内并稳定后，以6.5 厘米/小时的速度在感应线圈内移动石英反应管，同时以10～35℃/小时的升温 速率对磷炉进行升温，以实施磷化镓的合成过程；

步骤4：经过4小时的磷化镓合成过程后，缓慢将感应线圈频率从最高值 降低到零，将合成炉室卸压。

所述磷化镓多晶合成方法还包括：确认合成炉室卸压后，打开炉盖，取出 石英反应管，将石英反应管放入水中打破，取出石墨管，并锯开石墨管，将石 墨管内合成的磷化镓多晶锭表面打磨光亮。

将所述感应线圈中的电流上升到40～150A所用时间为50～60分钟。

将所述感应线圈频率从最高值降低到零所用时间为小于1小时。

本发明具有如下特点：

1、由于本发明磷化镓多晶合成方法采用中高频加热方式合成磷化镓，感 应线圈输出电压只有5～15伏特，频率只有10～20KHz，因此，本发明极大减 少了磷化镓多晶合成过程中的炸管次数，提高了磷化镓多晶的出炉率和质量， 与传统磷化镓多晶合成方法相比，每炉产出的磷化镓多晶的合格率提高了5％。

2、由于本发明磷化镓多晶合成方法采用中高频加热方式合成磷化镓，感 应线圈输出电压只有5～15伏特，因此，在高温高湿的环境下，电极打火的现 象也不易出现。

3、由于本发明磷化镓多晶合成方法中使用的频率只有10～20KHz，因此， 不会产生强电磁辐射，人体健康不会受到危害。

本发明磷化镓多晶合成方法采用中高频加热方式合成磷化镓，极大减少了 磷化镓多晶合成过程中的炸管次数，提高了磷化镓多晶的出炉率和质量，不易 产生电极打火现象，也不会产生强电磁辐射，不会影响人体健康。

附图说明

图1是本发明磷化镓多晶合成方法的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明磷化镓多晶合成方法包括步骤：

步骤1：在合成炉室内充入氮气5～10巴(bar)后加热，并使合成炉室内 氮气的压力维持在20～30巴的范围内。

步骤2：将磷炉升温至480～520℃的范围内，将后炉升温至700～800℃的 范围内，将感应线圈中通入的电流上升到40～150A的范围内且频率调制到 10～20KHz的范围内，以使感应线圈内的感应区域升温。一般，将感应线圈中 的电流上升到40～150A范围内所用的时间为50～60分钟。