[发明专利]锌镉碲单晶的生长和退火方法以及退火专用坩埚

摘要

本发明公开了一种锌镉碲单晶的生长和退火方法以及退火专用坩埚，该方法是利用三元固熔体Zn_1－xCd_xTe相图的规律，通过采用富碲溶剂的方法实现在较低温度下形成Zn_1－xCd_xTe固溶体的饱和溶液，达到大幅度降低晶体生长温度的目的。Zn_1－xCd_xTe固溶体的合成是在富碲溶剂中完成的，经充分摇摆均匀化后，避免了Cd组分的局部不均匀性，同时也避免了单纯Zn_1－xCd_xTe固溶体合成时的局部热量集中而不易散失的问题。在生长后期借用两步退火过程来消除晶体中的Te夹杂，克服了碲溶剂生长晶体的不利因素，进一步提高晶体质量。所说的退火专用坩埚为坩埚底部带有缩颈的胞囊结构，锌棒放入胞囊中，单晶片放在胞囊上面，由于胞囊上面有缩颈，可以防止单晶片滑入胞囊中。

主权项

1.一种锌镉碲单晶的生长和退火方法，其特征在于具体步骤如下：§A.材料合成按照Zn1-xCdx∶Te的摩尔比为3∶7精确称量材料，组分：x＝0-0.1，将7N高纯Te、Cd和Zn单质放入石英坩埚内，进行除气并抽真空，待真空度高于5×10-4 Pa时封管；将封管后的石英坩埚放入水平摇摆炉中进行合成，合成温度高于Zn1-XCdXTe化合物的熔点温度20℃；当炉温升至合成温度时，让水平炉开始上下摇摆，6h后开始自然降温，降至室温后，随坩埚一起取出合成后的Zn1-XCdXTe锭条；§B.晶体生长将合成后的Zn1-XCdXTe锭条随坩埚一起放入垂直生长炉的高温恒温区，设定炉子的最高温度为1100℃，结晶温度为1060℃，温度梯度10℃/cm，升温速率低于0.5℃/min；到达设定温度后，坩埚内的Zn1-XCdXTe锭条成为熔体，随即开动马达，使坩埚缓慢下降，下降速度为0.25-1mm/h。待熔体全部通过垂直生长炉的温度梯度区，移到低温区晶体生长结束；§C.晶体原位退火保持晶体在垂直生长炉的低温区，退火温度：整体炉温调整为480℃-510℃；退火时间：24-48h；§D.晶体切片退火将原位退火后的整根晶体锭条取出，根据具体需要的晶向进行定向、切片和抛光；然后将晶片和锌棒放入专用坩埚中，进行抽真空，待真空度高于5×10-4 Pa时封管，在Zn气氛下退火48-72h，以减少单晶片中Te夹杂，最后得出高质量的体单晶材料。