[实用新型]一种PVT法单晶生长炉

说明书

本实用新型涉及晶体制造技术领域，尤其涉及PVT法单晶生长炉，包括炉体和安瓿，炉体包括保温套和加热装置，安瓿伸入保温套的内侧，保温套内侧分为上温区和下温区，加热装置包括分别对应上温区和下温区设置的上加热件和下加热件，下加热件为电磁感应加热件。本实用新型分为炉体和安瓿，炉体包括外围的高铝预制保温套和控制晶体生长环境温度的加热装置，安瓿上预先放置多晶料源并将安瓿置入保温套的内侧，加热装置的下加热件为电磁感应加热件，利用磁感应效应为下温区的晶体生长提供热量，与上加热件配合调控晶体生长的纵向温度梯度，下加热件还可精确控制位于下温区中衬底处的横向温度梯度，稳定晶体生长速率，减少因温度控制不当造成的晶体缺陷。

技术领域

本实用新型涉及晶体制造技术领域，尤其涉及一种晶体生长炉。

背景技术

硒化锌属于宽禁带半导体材料，具有纤锌矿和闪锌矿两种结构，在温度1425℃两相发生转变。常温下稳定的闪锌矿结构属于立方晶系，晶格常数为熔点为1526℃，分凝因数为0.9448，热导率为0.187Wcm^-1K^-1，密度为5.27gcm^-3。硒化锌材料为II-VI族化合物材料，其在激光红外等光电子领域具有重要的应用价值。另外在非线性光学、核辐射探测、光电信息处理等领域具有广泛的应用前景。

目前，硒化锌材料的合成方法较多，比如熔体法、区熔法、高温溶液法以及气相法等，其中物理气相传输法PVT(physical vapor transport)因具有设备要求相对简单，晶体生长温度低且不易相变，晶体结晶度高、缺陷密度低等优势，其广泛应用于硒化锌单晶的合成。物理气相传输法原理是多晶料源在高温端升华，通过热扩散、输运或对流等方式运输到低温端凝华成晶体的可逆反应。

传统硒化锌单晶生长炉，炉膛包括上温区和下温区，上温区为高温区，是多晶料源升华区域，下温区为低温区，是晶体生长区，炉膛内采用电阻丝加热，上温区和下温区采用电阻丝发热方式，上下温区之间用隔热板阻热，这有利于形成纵向的温度梯度，实现晶体的生长。升温前，把设计好的安瓿放入炉膛内相应位置，升温进行晶体生长。

传统的硒化锌单晶生长炉具有温度梯度不易精确控制，生长界面气体的饱和度难调控，晶体生长速率不稳定等缺点，尤其晶体生长的横向温场不易控制，导致生长的晶体尺寸较小，晶体生长缓慢，晶体质量较差等问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是解决现有的晶体生长炉纵向与横向温度梯度不易精确控制的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种PVT法单晶生长炉，包括炉体和安瓿，所述炉体包括保温套和加热装置，所述安瓿伸入所述保温套的内侧，所述保温套内侧分为上温区和下温区，所述加热装置包括分别对应所述上温区和所述下温区设置的上加热件和下加热件，所述下加热件为电磁感应加热件。

其中，所述下加热件包括感应线圈和发热件，所述感应线圈设置于所述保温套内且可外部通电，所述发热件位于所述安瓿内侧，并于对应所述感应线圈的位置处设置。

其中，所述发热件包括石墨和石英衬底，所述石英衬底密封所述石墨，所述石英衬底的下端设有沿所述安瓿长度方向设置的石英支柱。

其中，所述安瓿自上而下依次分为料源区和生长区，所述料源区位于所述上温区内，所述上加热件在对应所述料源区处的设置比其对应所述生长区处的设置密集。

其中，所述上加热件为电炉丝。

其中，所述炉体还包括将所述保温套内侧分为所述上温区和所述下温区的隔热板，所述隔热板沿所述保温套的横截面方向贯穿所述保温套与所述安瓿的外壁连接。

其中，所述隔热板由陶瓷材料制成，且厚度为4-7cm。