[发明专利]一种卤化亚汞单晶体的生长装置及方法

权利要求书

1.一种利用卤化亚汞单晶体生长装置生长卤化亚汞单晶体的方法，其特征在于，该装置包括炉体、与炉体连接用于支撑炉体的机架、支撑机构；

所述的炉体包括炉管和包覆在炉管外表面的保温套，所述的炉管和保温套之间设置有加热炉丝；

所述的支撑机构通过旋转装置与长晶杆连接用于控制长晶杆的旋转，所述的长晶杆穿插设置在炉管中，所述的长晶杆位于炉管中的端部设置有生长石英安瓿；所述的支撑机构还通过升降杆与升降支架连接用于控制长晶杆的升降；

所述的炉体高度方向上共分为三段区域，分别为高温区A、低温区B和温度梯度区；高温区A和低温区B分别通过加热炉丝独立加热，高温区A位于炉体的上部、低温区B位于炉体的下部，温度梯度区于高温区A和低温区B之间自然形成；

所述的旋转装置和升降杆相互独立，使得炉体的震动传递不到生长石英安瓿，以实现相对平静的晶体生长状态；

长晶杆内以及炉管和保温套之间的部分安装有热电偶，并与控制装置连接用于测量温度；

包括步骤如下：

（1）将卤化亚汞原料装入底部为尖锥状的生长石英安瓿内，抽真空至10^-4Pa，然后密封石英安瓿；

（2）将密封后的生长石英安瓿连接长晶杆，装入到炉管中；

（3）设置高温区A温度为300℃-400℃，低温区B温度为200℃-300℃，进行晶体生长；晶体先以0.1-0.2mm/h的较慢的生长速度在生长石英安瓿的尖锥部位进行晶种自然淘汰选择，待生长石英安瓿尖锥出现1-2mm的小晶体后，加快晶体的生长速率到0.25-0.5mm/h；

或者，在生长石英安瓿的尖锥部位放置籽晶，进行籽晶熔接生长；

（4）通过增加高温区A和低温区B的温差，或通过增加生长石英安瓿的下降速度，来加速晶体的生长速度；

（5）晶体生长结束后，以5℃/h的降温速率将炉体降温至室温，即得卤化亚汞单晶体。

2.根据权利要求1所述的利用卤化亚汞单晶体生长装置生长卤化亚汞单晶体的方法，其特征在于，所述的炉管表面设置有刻度尺，炉管的底部刻度为0，最小刻度单位为1mm，刻度自底部往顶部增大。

3.根据权利要求1所述的利用卤化亚汞单晶体生长装置生长卤化亚汞单晶体的方法，其特征在于，高温区A和低温区B均为恒温区，高温区A长度为100-150mm，温度不均匀性小于±2℃；低温区B长度大于200mm，温度不均匀性小于±3℃；温度梯度区最大温度梯度为5-15℃/cm。

4. 根据权利要求1所述的利用卤化亚汞单晶体生长装置生长卤化亚汞单晶体的方法，其特征在于，所述的保温套采用双层透明真空石英管，双层石英管夹层部分抽真空，真空度为10^-2 Pa以下。

5.根据权利要求1所述的利用卤化亚汞单晶体生长装置生长卤化亚汞单晶体的方法，其特征在于，所述的卤化亚汞单晶体生长装置还包括控制装置，所述的控制装置为计算机并安装有组态软件，旋转装置和升降杆分别连接独立的伺服电机，伺服电机连接控制装置。

6.根据权利要求1所述的利用卤化亚汞单晶体生长装置生长卤化亚汞单晶体的方法，其特征在于，所述的升降杆由精密直线导轨、精密滚珠丝杆组成并连接伺服电机。