[实用新型]一种用于锑化铟区域提纯的装置

说明书

本实用新型涉及一种用于锑化铟区域提纯的装置，属于光电材料技术领域。所述装置包括石英管、石英舟、背景加热带；所述背景加热带为带状电炉丝；背景加热带缠绕在石英管表面，石英舟置于密封且充有保护气体的石英管中，待提纯的锭条放在石英舟中；移动加热设备为移动加热电炉，包括保温块、电炉丝、不锈钢外壳和接线柱。所述的装置中，用多晶莫来石材料作保温块，方便加工和保温效果比石棉、耐火砖等材料好，用Φ2.5mm的oCr27A7Mo2材料的电炉丝既满足加热功率又可以长久使用，用接线柱采用瓷柱和螺丝螺纹连接并在二者之间设云母片，相比本领域现有技术中所采用的普通接头耐用，避免频繁烧坏。

技术领域

本实用新型涉及一种用于锑化铟区域提纯的装置，属于光电材料技术领域。

背景技术

锑化铟是Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体中禁带宽度最窄，迁移率最大的材料，其物理、化学性能稳定，被广泛应用于红外探测器及霍尔器件等方面。红外探测器的量子效率与选用的红外敏感材料密切相关，而锑化铟在3μm～5μm波段具有很高的量子效率，加上锑化铟在制备红外探测器上拥有低成本，锑化铟红外探测器以其在军事方面的重要应用及在民用方面的广泛前景，引起了越来越广泛的关注。另外，为了适应锑化铟红外焦平面列阵器件向大规模发展的趋势，同时，为了降低红外探测器器件研制成本并提高生产效率，国内外一直在研究发展大尺寸锑化铟单晶生长技术。

目前锑化铟单晶生长主要采用常规的Czochralski(切克劳斯基)法生长，即先将购买的铟和锑熔化并凝固制备成锑化铟多晶材料，再以锑化铟多晶材料为原料进行锑化铟单晶的制备。由于购买的锑和铟的纯度为6N，锑和铟本身所含有的杂质以及工艺操作过程中引入的杂质，会导致合成后的锑化铟多晶材料中不仅含有较多的杂质，而且杂质的分布也不理想，然而杂质的存在对锑化铟单晶的性能具有重要的影响，因此，在进行锑化铟单晶生长之前需要对所制备的锑化铟多晶材料进行提纯。

一般采用区域提纯法除去锑化铟多晶材料中的杂质元素，提纯后锑化铟多晶材料的载流子浓度N≤1×10¹⁴cm^-3(77K)，电子迁移率u≥5×10⁵/V·S(77K)。一块含有杂质的材料，经熔化后再慢慢凝固，则固体中各部分的杂质浓度并不相同，这就是分凝现象。区域提纯也属于分凝现象，只是在操作过程中把锭条的一部分熔化成一熔区，而不是使整个锭条全都熔化，然后把熔区从锭的一端移动到另一端(一般是保持熔区长度不变)，即完成一次提纯，经过数十次的区域提纯后，分布系数大于1的p型杂质集中锭条的头部(即区域提纯首先通过的区域)，分布系数小于1的n型杂质集中于锭条的尾部(即区域提纯最后通过的区域)，而锭条的中部p型和n型杂质含量都很低，则把杂质浓度高的部分除去，保留杂质浓度低的部分，便达到提纯的目的。

现有技术中，区域提纯方法所采用的装置包括加热设备、移动设备、石英管和石英舟等部分。区域提纯需要使熔区相对于锭条移动，为此，既可以通过移动设备使锭条移动，也可以通过移动设备使加热设备移动；石英舟是锭条的主要载体，放置在石英管内部；为了避免锭条在区域提纯过程中发生氧化，石英管中要充入保护气体。但是，目前区域提纯方法所采用的装置中的石英管长1200mm，直径为60mm，提纯材料的产能低，如果想要提高产能，必须想办法提高石英管的容量，采用大直径和长度的石英管，以便其中能够放下更大的石英舟，装载更大的锑化铟锭条，这就面临许多的技术难题，其中，移动加热设备的设计是提纯工艺的核心，它的相关配件的材料、尺寸和功率等方面决定了提纯材料的质量和产能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，为了提高锑化铟原材料的质量和材料的利用率，提高产能，本实用新型的目的在于提供一种用于锑化铟区域提纯的装置，经采用所述装置，可以大大提高产能，提纯后的材料可满足生长4英寸～5英寸锑化铟晶锭的要求。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。