[发明专利]一种大尺寸高红外透过率CdS单晶生长方法

摘要

本发明公开了一种大尺寸高红外透过率CdS单晶生长方法。首先提纯CdS原料：将称取的原料放入安瓿瓶中，在安瓿瓶口装上蓝宝石生长衬底和导热棒，将生长区置于石英支撑管上，再一起装入石英保温外管中，然后整体放入提纯炉中进行提纯；生长CdS单晶：称取多晶料放入安瓿瓶中，称取Cd粒加入多晶料中；在安瓿瓶口放上CdS籽晶后，压上蓝宝石的导热棒抽至真空状态，放入单晶生长炉中进行单晶生长。该工艺简单，生长周期短，成本低廉。采用该方法生长的CdS单晶尺寸大，直径可达53mm，单晶透明性高，红外透过率好，不容易开裂，室温常压下可长时间保存，在2.5um‑5um部分红外透过率可以高达71.5%。

主权项

1.一种大尺寸高红外透过率CdS单晶生长方法，其特征在于，所述CdS单晶按照以下步骤完成：一、提纯CdS原料（一）、准备原料：按照生长晶锭质量的2‑4倍称取CdS原料，将称取的原料放入安瓿瓶中，在安瓿瓶口装上蓝宝石生长衬底和导热棒，形成原料提纯装置；将原料提纯装置置于石英支撑管上，再一起装入石英保温外管中，然后整体放入提纯炉中；（二）、提纯：提纯炉采用五温区控温结构，原料整体放入提纯炉中后，采用保温棉封住单晶生长炉入口，进行原料提纯；提纯时通入Ar气作为载气，保持压强在3.00×104‑9.50×104pa；设定提纯源区的生长温度为1040℃~1090℃，提纯籽晶区的生长温度为980℃~1025℃，采用1.5℃/min~2.5℃/min的速率分别将炉体从室温升至提纯源区的生长温度和提纯籽晶区的生长温度的设定温度，保持100h~300h的生长时间；生长结束后，采用1.0℃/min~1.3℃/min降温速率降至室温；降至室温后取出提纯后的多晶原料；二、生长CdS单晶（一）、制备生长原料：将提纯后的多晶原料碎化，按照所要生长晶体的重量称取一定质量的多晶料，放入安瓿瓶中；根据所要生长单晶的电阻值，称取一定质量的Cd粒加入多晶料中；在安瓿瓶口装上籽晶托，放上CdS籽晶后，压上蓝宝石导热棒，形成单晶生长装置，将此单晶生长装置抽至真空状态，放入单晶生长炉中；（二）、单晶生长：单晶生长炉采用四温区控温结构，将单晶生长装置放入单晶生长炉中后，采用保温棉封住单晶生长炉入口，进行单晶生长；设定单晶生长源区的生长温度为1050℃~1100℃，单晶生长籽晶区的生长温度为990℃~1020℃，采用1.5℃/min~2.0℃/min的速率将炉体从室温升至单晶生长源区和单晶生长籽晶区的设定温度，保持50h~150h的生长时间；（三）、降温：单晶生长结束后，采用分温区缓降温的方法进行生长单晶降温，在生长温度开始降温至900℃之间，降温速率为0.3℃/min~2.5℃/min；在生长温度降至900℃以下时，采用0.5℃/min~1.5℃/min的降温速率降至室温；降至室温后，取出生长的CdS单晶。