[发明专利]一种分子束外延用砷棒的制作方法

说明书

本发明公开了一种分子束外延用砷棒的制作方法，具体包括如下步骤,步骤1：相关设备的基本处理,步骤2：石英管的基本操作,步骤3：砷颗粒的初次加工,步骤4：砷颗粒的高阶加工,步骤5：砷颗粒的二次熔化,步骤6：砷颗粒的基本成型，本发明涉及砷棒技术领域。该分子束外延用砷棒的制作方法，使得砷颗粒能够通过高阶加工初步熔化，然后再通过二次熔化，使得砷颗粒在高温高压炉内彻底熔化，以便后续能够顺利成型，避免了砷颗粒因为熔化不完全导致的成型效果不佳，间接的提高了后期产品的合格率和产品质量，原料砷颗粒能够直接进入氦气保环境，有效的避免了砷颗粒的氧化，避免了砷棒制作过程中生成杂质。

技术领域

本发明涉及砷棒技术领域，具体为一种分子束外延用砷棒的制作方法。

背景技术

砷是一种非金属元素，在化学元素周期表中位于第4周期、第VA族，原子序数33，元素符号As，单质以灰砷、黑砷和黄砷这三种同素异形体的形式存在。砷元素广泛的存在于自然界，共有数百种的砷矿物是已被发现。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂，与许多种的合金中。其化合物三氧化二砷被称为砒霜，是种毒性很强的物质。砷作合金添加剂生产铅制弹丸、印刷合金、黄铜(冷凝器用)、蓄电池栅板、耐磨合金、高强结构钢及耐蚀钢等。黄铜中含有重量砷时可防止脱锌。高纯砷是制取化合物半导体砷化镓、砷化铟等的原料，也是半导体材料锗和硅的掺杂元素，这些材料广泛用作二极管、发光二极管、红外线发射器、激光器等。

随着相关电子产业的发展，砷棒的相关需求越来越高，但是游离的砷元素相当活泼，在正常室温及空气状态下，砷元素极易与空气发生氧化反应，形成相关化合物，严重影响相关砷单质棒的生产。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种分子束外延用砷棒的制作方法，解决了随着相关电子产业的发展，砷棒的相关需求越来越高，但是游离的砷元素相当活泼，在正常室温及空气状态下，砷元素极易与空气发生氧化反应，形成相关化合物，严重影响高纯砷的品质，同时在分子外延时一般使用砷棒更加方便。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种分子束外延用砷棒的制作方法，具体包括如下步骤：

步骤1：相关设备的基本处理：将石英管的内外使用蒸馏水清洁，清洁完毕后，将其擦干后，采用氢氟酸快速清洗石英管，将石英管表面的二氧化硅粉末全面清洗洁净，然后使用蒸馏水对石英管进行浸泡时清洗，全面清洗结束后，将石英管内外表面擦拭洁净后，全面转动烘干；

步骤2：石英管的基本操作：将石英管放入氦气保护环境中，然后将砷颗粒装载进入石英管中，再采用真空机对石英管进行抽真空操作，随后对石英管进行密封；

步骤3：砷颗粒的初次加工：将装载砷颗粒的石英管放置在密封的高温高压炉中，将炉内温度升高至700-750摄氏度，砷颗粒初步升化，然后保温5分钟后停机，当温度降低220摄氏度后，再次启动高温高压炉，再次将温度升高至750摄氏度时，保温15-30分钟，砷颗粒中的氧化膜被全面去除；

步骤4：砷颗粒的高阶加工：向高温高压炉中加入足量的氦气，当高温高压炉内部充满高压惰性气体时，对石英管进行全面加热，当温度加热至800-850摄氏度时，砷颗粒基本融化，暂停加热，石英管自行降温；

步骤5：砷颗粒的二次熔化：通过隔离窗观察内部高温高压炉的砷颗粒状态，当温度降低至600-650摄氏度时，二次开启加热操作，将高温高压炉的温度二次提升至920摄氏度，砷颗粒彻底融化，然后持续保温20分钟；

步骤6：砷颗粒的基本成型：停止加热，石英管中的熔化的砷颗粒在自行降温，然后温度降低至室温时，砷颗粒重塑成棒状被密封装载。

优选的，所述步骤1中，氢氟酸浓度为4％。

优选的，所述步骤1中，石英管内部要同步烘干。