[发明专利]一种石英舟和利用该石英舟用于一次完成硒化镓多晶合成与单晶生长的方法

权利要求书

1.一种石英舟，其特征在于该石英舟由籽晶阱区(1)、放肩区(2)、封闭区(3)、开放区(4)组成；其中籽晶阱区(1)为一端密封的圆筒状；放肩区(2)为圆台状；封闭区(3)为圆筒状；开放区(4)为半圆筒状；籽晶阱区(1)、放肩区(2)、封闭区(3)与开放区(4)依次连接，并且它们的轴线在一条直线上；其中籽晶阱区(1)、放肩区(2)、封闭区(3)与开放区(4)的长度比为1：(1.2～1.4)：(4～5)：(2.0～2.3)；开放区(4)的高度为该区半圆筒半径的1～1.2倍；用于一次连续完成硒化镓多晶合成与单晶生长。

2.根据权利要求1所述的一种石英舟，其特征在于籽晶阱区(1)与放肩区(2)为圆弧连接，放肩区(2)与封闭区(3)为圆弧连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种石英舟，其特征在于籽晶阱区(1)与封闭区(3)的直径的比为1：(5～8)。

4.根据权利要求1或2所述的一种石英舟，其特征在于封闭区(3)与开放区(4)的直径相等。

5.根据权利要求1或2所述的一种石英舟，其特征在于石英舟的壁厚为1.5～2.5mm。

6.利用权利要求1所述的石英舟一次完成硒化镓多晶合成与单晶生长的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：

一、多晶合成阶段

a、将硒与镓按摩尔比为1:1加入到石英舟的封闭区，再将石英舟放在石英管中，再将石英管放置于超真空系统中抽至真空度到1×10^-5Pa，用氢氧火焰进行密封；

b、将密封的石英管放入单温区炉中，升温至220～225℃保温3～3.5小时，再升温至590～595℃保温6～6.5小时，再升温790～795℃保温6～6.5小时，再升温至970～975℃保温24～25小时，按0.8～1℃/h的降温速度降温至890～895℃，再按9.5～10℃/h的降温速度降至790～800℃，再按19～20℃/h的降温速度降至390～405℃，自然冷却至室温；

二、单晶生长阶段

c、将石英管从单温区炉中取出，放入垂直下降炉中；设定炉中晶体生长高温区温度为965～970℃、低温区温度为915～920℃、在中间梯度区形成5～12℃/cm的温度梯度、固液生长界面的温度控制在960±1℃；用20～22h的时间将高温区、低温区、中间梯度区的温度升至目标温度，然后按生长速率为0.5～1.0mm/h移动坩埚进行单晶生长；

d、当熔体完全凝固后，以5～10℃/h的速率降温至800～805℃，再以10～20℃/h的速率降温至600～610℃，最终以20～30℃/h的速率降温至室温，得到GaSe单晶。