[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

说明书

本申请实施例提供一种单晶炉及其加热保温系统、生长氧化镓晶体的方法，包括发热件、感应线圈和保温组件，发热件用于加热原料；发热件被配置为与感应线圈电磁耦合，以产生热量；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，保温颗粒填充于发热件与第一保温套筒之间，以及第一保温套筒和第二保温套筒之间，并与发热件、第一保温套筒和第二保温套筒接触。保温组件能够降低单晶炉的加热保温系统在收颈和放肩阶段的热延时，提高温场的稳定性，从而提高生长晶体的质量。

技术领域

本申请涉及晶体制备技术领域，尤其涉及一种单晶炉及其加热保温系统、生长氧化镓晶体的方法。

背景技术

单晶炉生长晶体的过程中，晶体的收颈和放肩是通过改变感应线圈的功率来调节温场的温度梯度变化来实现的，单晶炉的加热保温系统在上述调节过程中，温度梯度的变化存在较大的热延时，热延时导致晶体生长工艺中收颈和放肩操作响应效率慢、容易引入新晶核，且热延时导致等径阶段温场不稳定，影响晶体生长的质量，难以生长出高质量的晶体。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种单晶炉及其加热保温系统、生长氧化镓晶体的方法，降低单晶炉的加热保温系统在收颈和放肩阶段的热延时，提高温场的稳定性，从而提高生长晶体的质量。具体技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供一种单晶炉的加热保温系统，包括：

发热件，用于加热原料；

感应线圈，所述发热件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。

根据本申请的一些实施例，所述发热件为坩埚，所述坩埚用于盛放原料。

根据本申请的一些实施例，所述坩埚为铱坩埚或铱合金坩埚。

根据本申请的一些实施例，所述第一保温套筒为二氧化锆套筒或石英玻璃套筒。

根据本申请的一些实施例，所述第二保温套筒为二氧化锆套筒或石英玻璃套筒。

根据本申请的一些实施例，所述保温颗粒为二氧化锆颗粒或者锆砂。

根据本申请的一些实施例，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。

第二方面，本申请实施例提供一种单晶炉，包括导模模具和以上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。

根据本申请的一些实施例，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°。

第三方面，本申请实施例提供一种应用上述单晶炉导模法生长氧化镓晶体的方法，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，包括以下步骤：

装炉：将原料置于单晶炉的坩埚中，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；