一种新型的单晶生长装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型的单晶生长装置，该生长装置包括：发热筒，所述发热筒外包覆有保温筒，装有氮化铝粉料的坩埚设置在从底部深入发热筒内的旋转升降机构上。本实用新型的单晶生长装置将旋转提升机构直接与发热筒内的坩埚连接，控制坩埚升降、旋转，不会影响保温结构的变化，更有利于温场的维护。
【专利说明】
一种新型的单晶生长装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及晶体生长设备的技术领域，尤其是一种氮化铝单晶生长装置。
【背景技术】
[0002]氮化铝晶体属于m-v半导体材料，是第三代宽禁带半导体材料，其直接禁带宽度为6.2eV，并具有高的热导率和化学稳定性，在高温、高频、高功率器件及紫外光电子器件等领域具有很好的应用前景;其和Ga、In可形成连续固溶体，该可制备具有带隙宽度可调节的晶体材料;又氮化铝单晶是氮化镓外延生长的理想衬底，所以氮化铝单晶具有很好的市场应用价值。
[0003]在氮化铝体单晶生长实验中，主要用到的设备有感应炉和耐高温材料电阻炉，在使用感应炉加热时，有上提拉旋转和下提拉旋转两种，而氮化铝单晶生长是采用非石墨坩祸，不易做成上提拉旋转装置，一般是采用下提拉旋转实现对氮化铝单晶生长的温场控装置;而下提拉旋转一般不易实现对坩祸的控制，而是通过提拉旋转保温结构，从而间接实现对坩祸位置变换的控制，但该过程不可避免地造成保温结构的变化，不利于温场的维护。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种单晶生长中使用的新型生长装置，尤其适用氮化铝体单晶生长。
[0005]为实现上述目的本实用新型一种新型的单晶生长装置，该生长装置包括:发热筒，所述发热筒外包覆有保温筒，装有氮化铝粉料的坩祸设置在从底部深入发热筒内的旋转升降机构上。
[0006]进一步，旋转升降机构包括:托盘、支撑杆和连接件，所述托盘位于发热筒内，所述坩祸置于托盘上，托盘下方可拆卸地连接有所述支撑杆，所述支撑杆沿发热筒底部的开孔伸出，所述连接件将支撑杆与外部的旋转升降装置连接。
[0007]进一步，所述旋转升降装置为所述生长装置所处的加热炉的中轴。
[0008]进一步，所述托盘上设置有容置所述坩祸的凹槽，所述凹槽的直径与坩祸外径相匹配，凹槽的深度在20mm以内，凹槽内带有倒角。
[0009]进一步，所述坩祸下方设置定位筒，所述定位筒套置在所述支撑杆外，定位筒的顶部与坩祸底部连接，定位筒的底部与固定底板可拆卸地连接。
[0010]进一步，所述保温筒向下延伸包覆在所述定位筒外侧。
[0011]进一步，在所述托盘和发热筒内底之间设置由若干层环形石墨毡，其层数在15层以内。
[0012]进一步，所述定位筒的材质可选为石英、石墨、氧化锆或氮化硼。
[0013]进一步，所述发热筒为石墨材质;所述坩祸为碳化钽坩祸。
[0014]进一步，所述托盘为石墨材质，所述支撑杆为石墨、氧化锆或氮化硼材质，所述连接件为耐热金属或石英材质。
[0015]本实用新型的单晶生长装置将旋转提升机构直接与发热筒内的坩祸连接，控制坩祸升降、旋转，不会影响保温结构的变化，更有利于温场的维护。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的新型单晶生长装置的结构示意图；
[0017]其中，I保温毡片、2发热筒、3坩祸、4氮化铝粉料、5托盘、6支撑杆、7定位筒、8保温筒、9连接件、10固定底板。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0019]如图1所示一种新型的单晶生长装置包括:发热筒2，在本实施例中发热筒2为底部带有开孔的石墨坩祸，发热筒2外包覆有保温筒8，发热筒2的上方包覆有保温毡片I，氮化铝粉料4置于坩祸3内，在本实施例中坩祸3为碳化钽坩祸。坩祸3设置在从底部开孔深入发热筒2内的旋转升降机构上。
[0020]旋转升降机构:托盘5、支撑杆6和连接件9，托盘5由石墨制成，位于发热筒2内，托盘5上设置有容置坩祸3的凹槽，凹槽的直径与坩祸3外径相匹配，凹槽的深度在20mm以内，凹槽内带有倒角，便于坩祸3的置入和取出。托盘5下方可拆卸地连接有支撑杆6，支撑杆6为石墨、氧化锆或氮化硼材质，支撑杆6沿发热筒2底部的开孔伸出，连接件9将支撑杆6与外部的旋转升降装置连接，连接件9为耐热金属或石英材质，旋转升降装置为本实用新型的生长装置所处的加热炉的中轴，该中轴为加热炉内的现有结构，当然也可以与其他的旋转升降装置连接，如丝杠等。在托盘5和发热筒2内底之间设置由若干层环形石墨毡，其层数在15层以内。
[0021 ]坩祸2下方设置定位筒7，定位筒7套置在支撑杆6外，定位筒7的顶部与坩祸2底部连接，定位筒7的底部与固定底板10可拆卸地连接，如螺纹连接。保温筒8向下延伸包覆在定位筒7外侧。定位筒7的材质可选为石英、石墨、氧化锆或氮化硼。
[0022]制作和具体使用时:
[0023]1.卷保温毡筒，依照线圈和温场要求来设计保温毡筒结构，按设计好的图纸裁剪大小合适石墨毡，卷出松紧合适的保温毡筒作为保温筒8和保温毡片I，在卷毡筒时，需要将发热筒2和定位筒7—并卷入。
[0024]2.装入加热保温结构，先与炉子中心轴链接上连接件9，在连接件9上安装支撑杆6，再将固定底板10放在炉底，将固定底板10轴心与在炉子轴心位重合，缓慢地放入保温毡筒，同时将定位筒7与固定底板10正确连接。
[0025]3.装炉，称取一定量的氮化铝粉料4，置于坩祸3内，盖上坩祸盖，在支撑杆6上套上一定层数的石墨毡，安装托盘5，将坩祸3放在托盘5上，在毡筒上固定一层层数的石墨毡，封炉。
[0026]4.依单晶生长工艺录入程序，启动抽真空、加热程序。
[0027]5.待单晶生长工艺程序进行完毕后，停炉。
[0028]上述示例只是用于说明本实用新型，本实用新型的实施方式并不限于这些示例，本领域技术人员所做出的符合本实用新型思想的各种【具体实施方式】都在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型的单晶生长装置，其特征在于，该生长装置包括:发热筒，所述发热筒外包覆有保温筒，装有氮化铝粉料的坩祸设置在从底部深入发热筒内的旋转升降机构上。2.如权力要求I所述的单晶生长装置，其特征在于，旋转升降机构包括:托盘、支撑杆和连接件，所述托盘位于发热筒内，所述坩祸置于托盘上，托盘下方可拆卸地连接有所述支撑杆，所述支撑杆沿发热筒底部的开孔伸出，所述连接件将支撑杆与外部的旋转升降装置连接。3.如权力要求2所述的单晶生长装置，其特征在于，所述旋转升降装置为所述生长装置所处的加热炉的中轴。4.如权力要求2所述的单晶生长装置，其特征在于，所述托盘上设置有容置所述坩祸的凹槽，所述凹槽的直径与坩祸外径相匹配，凹槽的深度在20mm以内，凹槽内带有倒角。5.如权力要求2所述的单晶生长装置，其特征在于，所述坩祸下方设置定位筒，所述定位筒套置在所述支撑杆外，定位筒的顶部与坩祸底部连接，定位筒的底部与固定底板可拆卸地连接。6.如权力要求5所述的单晶生长装置，其特征在于，所述保温筒向下延伸，包覆在所述定位筒外侧。7.如权力要求2所述的单晶生长装置，其特征在于，在所述托盘和发热筒内底之间设置由若干层环形石墨毡，其层数在15层以内。8.如权力要求5所述的单晶生长装置，其特征在于，所述定位筒的材质可选为石英、石墨、氧化锆或氮化硼。9.如权力要求I所述的单晶生长装置，其特征在于，所述发热筒为石墨材质;所述坩祸为碳化钽;t甘祸。10.如权力要求2所述的单晶生长装置，其特征在于，所述托盘为石墨材质，所述支撑杆为石墨、氧化锆或氮化硼材质，所述连接件为耐热技术或石英材质。
【文档编号】C30B29/38GK205474113SQ201620103694
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】程章勇, 陈颖超
【申请人】北京华进创威电子有限公司