The invention relates to a polycrystalline InP synthesis pressure control device, the pressure control device includes a pressure vessel, a pressure vessel in a quartz tube, located within the pressure vessel used for quartz tube heating multi zone heater, connected to one end of the quartz tube sheet, a film for measuring diaphragm deformation a displacement sensor, a control system for pressure vessel and vacuum vacuum pump, the pressure vessel is provided with a charging valve, a valve group group and a pressure sensor, the displacement sensor located outside the quartz tube and diaphragm close, the control system is electrically connected with the displacement sensor. The invention relates to a Synthetic Polycrystalline InP pressure control device and method capable of safely and accurately control the quartz tube and the pressure difference is less than 0.1MPa, to solve the defects of saturated steam pressure and temperature relationship equation in the practical application, is suitable for large-scale industrialized production.
【技术实现步骤摘要】
磷化铟多晶合成的压力控制装置及方法
本专利技术涉及半导体材料制备领域,尤其涉及一种磷化铟多晶合成的压力控制装置及方法。
技术介绍
磷化铟(InP)是由III族元素铟(In)和V族元素磷(P)化合而成的III-V族化合物半导体材料。InP是目前长距离光纤通信中所用激光器和光探测器唯一实用的材料,因此InP是生产光通讯中InP基激光二极管、发光二极管和光探测器等的关键材料。目前合成InP多晶的方法已有多种,包括溶质扩散合成技术(SSD)、水平布里奇曼法(HB)、水平梯度凝固法(HGF)和原位直接合成法(包括磷注入法和磷液封法等)。SSD合成技术的主要机制是扩散,因为P在In熔体中的扩散系数很小,所以合成速度太慢,无法满足工业生产的需求,目前已基本不再使用。工业中广泛应用的是水平布里奇曼法(HB)和水平梯度凝固法(HGF),这两种方法均是在密封的石英管内合成磷化铟多晶,由于磷化铟在熔点时其分解压力为2.75MPa,为了不使石英管爆炸,需要维持石英管内外压差小于1~2atm,石英管内部的压力主要是磷升华引起,因此在合成过程中,精确的控制石英管内外压差显得尤为重要。中国专利申请CN106757360A根据磷的饱和蒸汽压方程lgP=aT-1+blgT+CT+d中磷蒸汽压P和温度T的对应关系,实现石英管内外压力的控制。然而实际操作却非常困难,物质的饱和蒸汽压方程,即安托因(Antoine)方程不仅有一定的使用范围,且实际过程中,石英管内的压力不仅受温度的影响还取决于石英管的体积、磷的形态。气态的磷有P2和P4两种形式。当温度在1173~1473K时,1mol的P4蒸汽解 ...
【技术保护点】
一种磷化铟多晶合成的压力控制装置,其特征在于:所述压力控制装置包括一压力容器、置于压力容器内的一石英管、位于压力容器内用于供石英管加热的一多温区加热器、连接于石英管一端的一膜片、用于测量膜片形变量的一位移传感器、一控制系统以及用于压力容器抽真空的一真空泵,所述压力容器设有一充气阀组、一放气阀组和一压力传感器,所述位移传感器位于石英管外并与膜片紧贴,所述控制系统与位移传感器电性连接。
【技术特征摘要】
1.一种磷化铟多晶合成的压力控制装置,其特征在于:所述压力控制装置包括一压力容器、置于压力容器内的一石英管、位于压力容器内用于供石英管加热的一多温区加热器、连接于石英管一端的一膜片、用于测量膜片形变量的一位移传感器、一控制系统以及用于压力容器抽真空的一真空泵,所述压力容器设有一充气阀组、一放气阀组和一压力传感器,所述位移传感器位于石英管外并与膜片紧贴,所述控制系统与位移传感器电性连接。2.根据权利要求1所述的压力控制装置,其特征在于:所述石英管密封后与膜片通过法兰连接或者焊接在一起。3.根据权利要求2所述的压力控制装置,其特征在于:所述充气阀组包括一进气气动阀和一进气手动球阀。4.根据权利要求3所述的压力控制装置,其特征在于:所述放气阀组包括一放气气动阀和一放气手动球阀。5.根据权利要求4所述的压力控制装置,其特征在于:所述进气气动阀、放气气动阀均与控制系统电性连接。6.根据权利要求5所述的压力控制装置,其特征在于:所述真空泵通过进气手动球阀与放气手动球阀相连。7.根据权利要求6所述的压力控制装置,其特征在于:所述控制系统包括一工控机和一PLC。8.一种磷化铟多晶合成的压力控制方法,其特征在于:采用权利要求6所述的压力控制装置,包括如下步骤:S1、将装有红磷和铟的密封真空石英管放入压力容器内,关闭压力容器、进气气动阀、进气手动球阀、放气气动阀、放气手动球阀,安装好位移传感器,打开控制系统,设定位移传感器的初始值为0;S2、打开放气手动球阀后,再打开真空泵抽至压力容器内绝对压力小于100Pa,记录...
【专利技术属性】
技术研发人员:白平平,朱刘,
申请(专利权)人:广东先导先进材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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