[实用新型]一种晶体生长装置

说明书

本实用新型公开一种晶体生长装置，涉及晶体制备技术领域；包括晶体生长炉；其特征在于，还包括底座以及角度调整装置；所述晶体生长炉具有转轴，所述晶体生长炉通过所述转轴安装在所述底座上，与所述底座可活动连接；所述角度调整装置的驱动端连接所述晶体生长炉的所述转轴；所述角度调整装置驱动所述转轴转动以调整所述晶体生长炉的倾斜角度。本实用新型的晶体生长装置结合相应的晶体制备工艺，除了满足晶体生长的需求，同时还能满足晶体退火的需求以及脱埚前的准备，保证了工序的连贯性，减少了部分人工作业；并且能够减少脱埚过程中对坩埚的损伤，使得长晶过程中出现栾晶及花晶的比例明显降低，进一步提高了晶体的质量。

技术领域

本实用新型涉及晶体制备技术领域，特别是涉及一种晶体生长装置。

背景技术

磷化铟InP是极具战略性的重要半导体材料之一，在光通信、毫米波高频、低噪声、宽带微电子集成等领域具有重要的应用。

目前磷化铟单晶生长方法主要是VGF法(垂直梯度凝固法)和VB法(垂直布里奇曼法)。采用VGF法进行晶体生长具有重复性好、可生长大直径晶体、位错密度缺陷低等优势，因此被广泛应用。

一般，采用VGF法时需采用高质量、高纯度的热解氮化硼坩埚(PBN坩埚)来进行晶体生长，PBN坩埚采用底部为漏斗形状的结构，从而使生成的晶体的底部为锥形结构；目前采用VGF法进行晶体制备的工艺流程包括：晶体生长-脱埚-晶体退火；在晶体生长加热的过程中，生成的晶体与PBN坩埚内之间会包裹一层覆盖剂氧化硼层，由于晶体的比重重于覆盖剂氧化硼，因此晶体受重力向下，而导致晶体的锥形部分与坩埚间的氧化硼层非常薄(参考图1)；晶体生长完成之后需要降温至室温，此时氧化硼固化后变得非常牢固，其与PBN坩埚贴合的比较紧密；之后的脱埚工序是将石英安瓿瓶生长管从单晶炉体中取出后，进行安瓿瓶破碎，将PBN坩埚取出，然后再经过90℃的水浴和(6-8)小时超声波的共同作用下，氧化硼逐渐溶于水，最终使得磷化铟晶体和PBN坩埚脱离；再之后的晶体退火是对脱埚的晶体棒进行切片处理，然后将晶体切片与红磷放入石英安瓿瓶内，盖上石英封帽，进行退火处理，退火时间约为60小时±10小时。

上述可知，在传统的脱埚工序中，由于晶体的锥形部分与坩埚间的氧化硼非常薄，使得晶体的锥形部分的氧化硼与水接触面比较小，该部分较难溶于水，从而造成晶体的锥形部分脱锅困难，往往晶体与PBN坩埚分离时会对坩埚内壁造成严重的损伤，因此通常的PBN坩埚的使用次数在2-3次左右就需要更换，并且坩埚内壁划伤会产生孪晶现象。另外，退火工序持续时间往往需要数十小时，持续时间长，并且还需要将取出的晶体棒重新装入石英管，可能会造成晶体切片沾污而最终影响晶体的品质。

现有的晶体生长装置的晶体生长炉采用的是固定的结构，仅能过满足晶体生长的需求，晶体的退火步骤需要将晶体脱埚后，重新封管，再进行高温退火，退火步骤可以使用现有晶体生长装置，也可使用单独的退火装置进行退火，无论使用哪种装置其工序不连贯，并且中间需要较多的人工作业。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种晶体生长装置，能够减少晶体制备工序，减少晶体脱埚过程中对坩埚的损伤，保证了单晶的质量以及节约成本。本实用新型的采用以下技术方案实现：

一种晶体生长装置，包括晶体生长炉；其特征在于，还包括底座以及角度调整装置；所述晶体生长炉具有转轴，所述晶体生长炉通过所述转轴安装在所述底座上，与所述底座可活动连接；所述角度调整装置的驱动端连接所述晶体生长炉的所述转轴；所述角度调整装置驱动所述转轴转动以调整所述晶体生长炉的倾斜角度。

作为具体地技术方案，所述晶体生长炉的炉体为圆柱形结构，所述晶体生长炉的转轴为凸出所述炉体表面、且相对于所述炉体的纵轴轴对称的两点处。

作为具体地技术方案，所述晶体生长炉具有容纳石英安瓿瓶的腔体，围绕所述腔体，设置有加热炉。

作为具体地技术方案，所述加热炉将所述晶体生长炉划分有若干个温区。