[发明专利]用于合成InP多晶的装料装置及合成InP多晶的方法

说明书

本发明提供了一种用于合成InP多晶的装料装置及合成InP多晶的方法。用于合成InP多晶的装料装置包括：装料瓶，具有用于盛放红磷料和铟料的且具有封闭端和开口端的收容腔；盖体，能够盖合在装料瓶的开口端上，且设有与收容腔和装料瓶外部连通的排气孔；保护气体提供瓶，用于盛放不与红磷料反应的保护气体，具有出气口；输送管，一端连通于保护气体提供瓶的出气口，另一端穿过盖体并伸进装料瓶的收容腔，以向装料瓶的收容腔输送保护气体。在根据本发明的用于合成InP多晶的装料装置中，有效地避免了红磷料在含有氧气的空气中因摩擦、碰撞而发生自燃的风险并进一步避免红磷料与空气燃烧形成的氧化物对后续形成的InP多晶造成污染。

技术领域

本发明涉及InP多晶的合成技术，尤其涉及一种用于合成InP多晶的装料装置及合成InP多晶的方法。

背景技术

目前合成InP多晶料的方法已有多种，包括溶质扩散合成技术(SSD)、水平布里奇曼法(HB)、水平梯度凝固法(HGF)和原位直接合成法(包括磷注入法和磷液封法)等。SSD合成技术的主要机制是扩散，因为P在In熔体中的扩散系数很小，所以合成速度太慢，无法满足工业生产的需求，目前已基本不再使用。工业中最为广泛推广的便是水平布里奇曼法(HB)和水平梯度凝固法(HGF)，该方法均是在密封的石英管内合成磷化铟多晶，合成磷化铟多晶所用的原料磷是常温、常压下相对较稳定的红磷。

虽然红磷相对黄磷更加稳定，但是当红磷温度达到240℃时，红磷仍会自燃，此外，颗粒状的红磷在空气中并在摩擦、碰撞的情况下也会自燃。而水平法合成磷化铟多晶时，需要将颗粒状的红磷小心翼翼的装到石英安瓿瓶内。水平法合成磷化铟多晶所用的石英安瓿瓶为两头粗，中间细的造型，可避免合成过程中高温区热量对低温区的影响。安瓿瓶的结构导致无法将红磷放入特定的容器内，然后推入安瓿瓶内，而是需要直接将颗粒状的红磷倒入安瓿瓶内，倾倒过程中，由于空气的存在，颗粒状的红磷与安瓿瓶碰撞，非常容易起火燃烧，造成安全事故。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于合成InP多晶的装料装置及合成InP多晶的方法，在将红磷料倒入容器时，其能够避免红磷料因摩擦、碰撞而与空气自燃起火，且避免红磷料与空气燃烧形成的氧化物对后续形成的InP多晶造成污染。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种用于合成InP多晶的装料装置，其包括：装料瓶，具有用于盛放红磷料和铟料的且具有封闭端和开口端的收容腔；盖体，能够盖合在装料瓶的开口端上以封闭收容腔且能够从装料瓶的开口端打开，且设有与收容腔和装料瓶外部连通的排气孔；保护气体提供瓶，用于盛放不与红磷料反应的保护气体，具有出气口；输送管，一端连通于保护气体提供瓶的出气口，另一端穿过盖体并伸进装料瓶的收容腔，以向装料瓶的收容腔输送保护气体。

为了实现上述目的，在第二方面，本发明提供了一种合成InP多晶的方法，其包括步骤：提供用于合成InP多晶的红磷料和铟料；提供根据本发明第一方面所述的用于合成InP多晶的装料装置；清洗装料瓶并将装料瓶烘干；将烘干后的装料瓶竖向固定；将盖体盖合装料瓶的开口端，使输送管穿过盖体并伸进装料瓶的收容腔的封闭端；打开保护气体提供瓶以使保护气体提供瓶的出气口打开，从而保护气体经由出气口以及输送管通入到装料瓶的封闭端以将整个收容腔内的空气进行置换，空气经由排气孔排出；当装料瓶内的空气被保护气体置换后，掀开盖体并将红磷料倒入装料瓶中并依然持续通入保护气体到装料瓶中；当红磷料完全倒入装料瓶中后盖合盖体并依然持续通入保护气体到装料瓶中，摇晃装料瓶，使所有红磷料集中在收容腔的封闭端；关闭保护气体提供瓶以使保护气体提供瓶的出气口关闭；取下盖体、输送管并将装料瓶解除固定；将装料瓶水平放置并将铟料从装料瓶的开口端装入装料瓶内；将盛放有红磷料和铟料的装料瓶抽真空并密封，使红磷料与铟料反应进而合成InP多晶。

本发明的有益效果如下：