[实用新型]氧化镓制备系统

说明书

本公开提供一种氧化镓制备系统，其包括镓溶解釜、过滤器、定容罐、中和釜、恒温控制模块、离心机以及气氛炉；镓溶解釜用于形成硝酸镓并与水形成硝酸镓溶液；过滤器用于将来自镓溶解釜的硝酸镓溶液过滤；定容罐用于形成定容的硝酸镓溶液；中和釜用于接收来自定容罐的定容的硝酸镓溶液和来自外部的氨水源的氨水，以使硝酸镓和氨水反应形成沉淀的氢氧化镓；恒温控制模块用于控制中和釜中温度以进行恒温陈化而得到含羟基氧化镓的浆料；离心机用于抽取中和釜的恒温陈化结束后的含羟基氧化镓的浆料并进行离心洗涤，以获得离心洗涤后的羟基氧化镓湿料；气氛炉用于将羟基氧化镓湿料进行煅烧，以获得固态氧化镓。通过定容罐的设置提高氧化镓制备的产能。

技术领域

本公开涉及化工领域，更具体地涉及一种氧化镓制备系统。

背景技术

随着大数据时代的到来，半导体材料的应用范围和需求量逐年增加，其中宽禁带半导体材料在大功率半导体器件，紫外探测，紫外通讯方面发挥着重要的作用。氧化镓作为禁带宽度完美契合深紫外波段光子能量的宽禁带半导体材料，是目前人们研究的重点对象。

Ga₂O₃是金属镓的氧化物，同时也是一种半导体化合物。其结晶形态截至目前已确认有α、β、γ、δ、ε五种，其中，β结构最稳定。与Ga₂O₃的结晶生长及物性相关的研究大部分围绕β结构展开。氧化镓(Ga₂O₃)是一种新兴的超宽带隙(UWBG)半导体，拥有4.8eV的超大带隙。作为对比，SiC和GaN的带隙为3.3eV，而硅则仅有1.1eV，那就让这种新材料拥有更高的热稳定性、更高的电压、再加上其能被广泛采用的天然衬底，让开发者可以轻易基于此开发出小型化，高效的大功率晶体管。

于2018年5月18日公布的中国专利申请CN108046311A公开了一种高纯氧化镓的制备方法，该制备方法采用镓与硝酸溶解反应形成硝酸镓→硝酸镓与氨水反应得到氢氧化镓→恒温陈化→离心洗涤→非还原性气体气氛下煅烧的工艺路线。但是其工艺的不足至少有两点，一是产能有限，二是离心洗涤的洗涤的液体尚未回收。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种氧化镓制备系统，其能提高氧化镓制备的产能。

由此，在一些实施例中，一种氧化镓制备系统包括镓溶解釜、过滤器、定容罐、中和釜、恒温控制模块、离心机以及气氛炉；镓溶解釜用于将镓溶解于硝酸以形成硝酸镓并与水形成硝酸镓溶液；过滤器位于镓溶解釜和定容罐之间并连通镓溶解釜和定容罐，过滤器用于将来自镓溶解釜的硝酸镓溶液过滤并将过滤后的硝酸镓溶液供给到定容罐；定容罐用于接收过滤器供给的过滤后的硝酸镓溶液且将所接收的过滤后的硝酸镓溶液用水稀释并定容，以形成定容的硝酸镓溶液；中和釜设置于定容罐的下游并连通于定容罐和外部的氨水源，中和釜用于接收来自定容罐的定容的硝酸镓溶液和来自外部的氨水源的氨水，以使硝酸镓和氨水反应形成沉淀的氢氧化镓；恒温控制模块用于控制中和釜中的硝酸镓和氨水反应结束后的温度以使中和釜中的沉淀后的氢氧化镓进行恒温陈化而得到含羟基氧化镓的浆料；离心机设置于中和釜的下游并连通于中和釜的底部，离心机用于抽取中和釜的恒温陈化结束后的含羟基氧化镓的浆料并进行离心分离并利用纯水进行离心洗涤，以获得离心洗涤后的羟基氧化镓湿料；气氛炉用于将来自离心机的羟基氧化镓湿料进行煅烧，以获得固态氧化镓。

在一些实施例中，镓溶解釜设置有高位槽、第一搅拌浆、数显温度计以及第一液位计；高位槽位于镓溶解釜的上方，高位槽用于盛放硝酸，高位槽受控连通于镓溶解釜；第一搅拌浆设置在镓溶解釜内，第一搅拌浆用于在镓溶解釜内形成硝酸镓溶液的过程进行搅拌；数显温度计用于监测镓在镓溶解釜内溶解于硝酸过程中的温度；第一液位计用于监测并确定镓溶解釜中的硝酸镓溶液的液位高度。