[发明专利]单晶炉及其加热保温系统、生长氧化镓晶体的方法

权利要求书

1.一种单晶炉的加热保温系统，其特征在于，包括：

发热件，用于加热原料；

感应线圈，所述发热件被被配置为与所述感应线圈电磁耦合，以产生热量；

保温组件，所述保温组件包括间隔设置的第一保温套筒、第二保温套筒以及保温颗粒，所述保温颗粒填充于所述发热件与所述第一保温套筒之间，以及所述第一保温套筒和所述第二保温套筒之间，并与所述发热件、所述第一保温套筒和第二保温套筒接触。

2.根据权利要求1所述的单晶炉的加热保温系统，其特征在于，所述发热件为坩埚，所述坩埚用于盛放原料。

3.根据权利要求2所述的单晶炉的加热保温系统，其特征在于，所述坩埚为铱坩埚或铱合金坩埚。

4.根据权利要求1所述的单晶炉的加热保温系统，其特征在于，所述第一保温套筒为二氧化锆套筒或石英玻璃套筒。

5.根据权利要求1所述的单晶炉的加热保温系统，其特征在于，所述第二保温套筒为二氧化锆套筒或石英玻璃套筒。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的单晶炉的加热保温系统，其特征在于，所述保温颗粒为二氧化锆颗粒或者锆砂。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的单晶炉的加热保温系统，其特征在于，所述第一保温套筒与所述发热件之间的距离大于所述第二保温套筒与所述第一保温套筒之间的距离。

8.一种单晶炉，其特征在于，包括：

导模模具；

单晶炉的加热保温系统，所述单晶炉的加热保温系统为权利要求1-7中任一项所述的单晶炉的加热保温系统，所述导模模具位于所述发热件内。

9.根据权利要求8所述的单晶炉，其特征在于，所述导模模具包括狭缝，所述狭缝顶端具有“V”型缺口，所述“V”型缺口的夹角为140°-160°。

10.一种生长氧化镓晶体的方法，应用权利要求8-9中任一项所述的单晶炉，所述单晶炉包括导模模具和单晶炉的加热保温系统，所述导模模具包括狭缝，所述狭缝顶端具有“V”型缺口，所述加热保温系统包括发热件，所述发热件为坩埚，其特征在于，包括以下步骤：

装炉：将原料置于单晶炉的所述坩埚中，安装导模模具，并将籽晶与所述导模模具上表面“V”型缺口进行对位；

熔料：以一定的加热功率进行加热，直至功率为8500W，将所述坩埚中原料全部熔化形成熔体，所述加热功率先小后大；

下籽晶：将所述籽晶缓慢摇下，与所述导模模具中的所述熔体的液面成为一体，停留3～5min后，并开始向上提拉所述籽晶；

收颈：手动调节加热功率，每次增加30W-50W，保持10min-20min，然后再次增加30W-50W，直至功率为8800W不再调节加热功率，功率调节过程中，以提拉速度为5mm/h-20mm/h进行收颈，直至所述籽晶收细；

放肩：手动调节加热功率，每次减小50W-80W，保持10min-20min，然后再次减小30W-50W，保持所述收颈过程中的提拉速度不变，进行放肩，直至晶体放满所述导模模具上表面的狭缝，不再调节加热功率；

等径生长：保持所述放肩过程中最终的加热功率和所述收颈过程中提拉速度不变，进行晶体生长，直至所述坩埚中所述熔体全部生长完毕；

降温：晶体生长完毕后，以1000W/h-1500W/h的加热功率进行降温；

出炉：冷却至室温后，晶体出炉；

热处理：将出炉后的晶体放入真空退火炉中，在二氧化碳气氛下，以300℃/h的升温速率升至1700℃，保温4h，以100℃/h降温速率冷却至室温出炉。

11.根据权利要求10所述的生长氧化镓晶体的方法，其特征在于，所述熔料的步骤为：先以加热功率为500W/h进行升温，保持12h，然后以加热功率为1000W/h继续升温，至原料熔化全部熔化形成所述熔体。