[实用新型]一种砷化镓单晶生产设备

说明书

本实用新型涉及单晶制备技术领域，具体涉及一种砷化镓单晶生产设备。本实用新型提供的砷化镓单晶生产设备坩埚、石英管和生长炉，所述坩埚内形成长方体状的生长腔体，将合成好的砷化镓多晶料以及籽晶等装入坩埚并密封在抽真空的石英管中，将装好多晶料的石英管垂直放入立式多温区晶体生长炉中，在生长炉内升温化料，温度保持、接籽晶、等径生长、降温等过程，单晶从籽晶端开始缓慢向上生长，形成所述砷化镓单晶，由于坩埚内形成的生长腔体为长方体状，因此生长出来的砷化镓晶体为长方体状，不需要再经过圆形单晶砷化镓切边处理，避免了原材料的浪费，能够节约原料和人力成本，降低晶体加工的工序，缩减加工时间，提高生产效率。

技术领域

本实用新型涉及单晶制备技术领域，具体涉及一种砷化镓单晶生产设备。

背景技术

垂直梯度凝固法(VGF)生长高质量砷化镓晶体是目前主流的方法，其工艺流程大致为：将合成好的砷化镓多晶料以及籽晶等装入坩埚并密封在抽真空的石英管中，将装好多晶料的石英管垂直放入立式多温区晶体生长炉中，晶体生长炉从下往上分为独立加热的几个温区。生长过程中热场由计算机精确控制，进行升温化料，温度保持、接籽晶、等径生长、降温等过程，生长界面由下端逐渐向上移动，在一定的温度梯度下，单晶从籽晶端开始缓慢向上生长。目前VGF晶体生长工艺生长出的砷化镓晶体均为圆形，太阳能用砷化镓晶片为方形，如需要方形砷化镓晶片，需要将大尺寸圆片按照需要尺寸切除四边以后得到，造成原材料大量浪费。

实用新型内容

(一)本实用新型所要解决的技术问题是：现有的VGF生长砷化镓晶体的设备，只能够生产出圆形的砷化镓晶体，如需要方形砷化镓晶片，需要将大尺寸圆片按照需要尺寸切除四边以后得到，材料浪费严重。

(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砷化镓单晶生产设备，包括坩埚、石英管和生长炉，所述坩埚内形成长方体状的生长腔体，所述石英管内形成密闭的真空腔体，所述坩埚固定在真空腔体内，所述石英管固定在所述生长炉内。

本实用新型提供的砷化镓单晶生产设备坩埚、石英管和生长炉，所述坩埚内形成长方体状的生长腔体，将合成好的砷化镓多晶料以及籽晶等装入坩埚并密封在抽真空的石英管中，将装好多晶料的石英管垂直放入立式多温区晶体生长炉中，在生长炉内升温化料，温度保持、接籽晶、等径生长、降温等过程，生长界面由下端逐渐向上移动，在一定的温度梯度下，单晶从籽晶端开始缓慢向上生长，形成所述砷化镓单晶，同时由于坩埚内形成的生长腔体为长方体状，因此生长出来的砷化镓晶体为长方体状，因此能够直接利用到太阳能设备，不需要再经过圆形单晶砷化镓切边处理，避免了原材料的浪费，能够节约原料和人力成本，降低晶体加工的工序，缩减加工时间，提高生产效率。

进一步地，所述坩埚包括由下至上依次连接的原料段、放肩段和生长段，所述原料段内形成籽晶腔体，所述放肩段内形成与所述籽晶腔体连通的第一过渡腔体，所述生长段内形成与所述第一过渡腔体连通的长方体状的所述生长腔体。

进一步地，所述籽晶腔体为圆柱状腔体或长方体状腔体。

进一步地，所述第一过渡腔体为圆台状腔体或方椎体状腔体。

进一步地，所述石英管包括由上至下依次连接的第一段、第二段和第三段，所述第一段内形成与所述原料段形状、尺寸相适配的第一腔体，所述原料段位于所述第一腔体内；

所述第二段内形成与所述放肩段形状尺寸相适配的第二过渡腔体，所述放肩段卡在所述第二过渡腔体内；

所述第三段内形成与所述生长段形状尺寸相适配的第二腔体，所述生长段位于所述第二腔体内。

进一步地，所述第一腔体为圆柱状腔体或长方体状腔体。

进一步地，所述第二过渡腔体为圆台状腔体或方椎体状腔体。

进一步地，所述第二腔体为圆柱状腔体或长方体状腔体。