单晶炉的多管式结构制造技术

本实用新型专利技术一种单晶炉的多管式结构，包括：一炉子内壁，为圆筒状，上下两端为贯通；一反应杯托架，为圆柱形，该反应杯托架的纵向开有多个概呈梯形的圆孔，该梯形的圆孔的底端为封闭状；一反应杯，为薄的透明体，其形状与反应杯托架上的梯形的圆孔相同并容置在其内；一升降轴，一端为杯状，另一端为一轴体，杯状的一端容置有反应杯托架的一端；多个坩埚，概呈梯形，该坩埚外部的形状与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔相似，其长度短于梯形的圆孔，其直径小于梯形的圆孔，且该坩埚容置在反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔内的反应杯内。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种单晶炉的结构，特别是指一种单晶炉的多管式结构。拿砷化镓来说，用HB、VB和VGF法生长的单晶位错密度低，在光电器件领域得到广泛应用。用LEC法生长单晶效率高，在微波器件领域得到广泛应用。HB法生长单晶时，能通过观察窗随时监视材料的生长状态，能及时发现材料生长的异常情况，及时采取必要措施。但是，长出的单晶不是圆柱状，是半圆柱状，不能直接切出圆片，在应用上受到限制。VB或VGF法生长的单晶是圆柱状，能直接切出圆片。但是生长单晶时，不能观察，不能随时监视生长出的材料是否是单晶；生长速度慢，生长速度为1-3MM/小时，效率底，在应用上也受到限制。而LEC法生长单晶时不但能观察，而且长出的单晶是圆柱状，生长速度又快，生长速度为8-10MM/小时，应用非常广泛。但是，近年来，用LEC法生长大直径晶体时，发现晶体应力大，在晶片加工过程中很易碎片，砷化镓单晶尤为严重。用LEC法生长大直径砷化镓单晶，尤其是5英寸以上的单晶，单晶应力大成为突出问题。而VB或VGF法生长的单晶有应力小，又有能直接切出圆片的特点，所以，现在开始采用VB和VGF法生长大直径的砷化镓单晶。而采用VB和VGF法生长大直径的砷化镓单晶的设备，都是单晶炉的单管式结构，其不仅生长速度慢，且效率较低。看来，用VB或VGF法制备III-V族化合物半导体单晶材料，是很有前途的方法。但是，如上所述，用VB或VGF法生长单晶，有不能观察、生长速度慢、成品率低和效率低的缺点，极大地影响了生产率。现行的解决办法是采用增加单晶炉的数量，来得到大的产出量。通常采用的VB或VGF单晶炉都是单管式，一炉只能长一根晶体。本技术一种单晶炉的多管式结构，其特征在于，包括一炉子内壁，为圆筒状，上下两端为贯通；一反应杯托架，为圆柱形，该反应杯托架的纵向开有多个概呈梯形的圆孔，该梯形的圆孔的底端为封闭状；一反应杯，为薄的透明体，其形状与反应杯托架上的梯形的圆孔相同并容置在其内；一升降轴，一端为杯状，另一端为一轴体，杯状的一端容置有反应杯托架的一端；多个坩埚，概呈梯形，该坩埚外部的形状与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔相似，其长度短于梯形的圆孔，其直径小于梯形的圆孔，且该坩埚容置在反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔内的反应杯内。其中反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔的数量为3个。其中反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔的数量为4个。其中反应杯托架的底端开有一细长的热偶孔。其中坩埚的数量与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔的数量相同。其中在反应杯托架上的梯形的圆孔上盖有一塞帽。为进一步说明本技术的结构特征，以下结合附图对本技术作一详细描述，其中附图说明图1是三管式单晶炉内部结构示意图；图2是图1的俯视图；图3是四管式单晶炉内部结构示意图；图4是图3的俯视图；图5是无砷端控制的四管式反应杯托架示意图。本技术一种单晶炉的多管式结构，其中包括一炉子内壁10，为圆筒状，上下两端为贯通；一反应杯托架20，为圆柱形，该反应杯托架20的纵向开有3个概呈梯形的圆孔21，该梯形的圆孔21的底端为封闭状，在反应杯托架20的底端开有一细长的热偶孔50；一反应杯40，为薄的透明体，其形状与反应杯托架20上的梯形的圆孔21相同并容置在其内；一升降轴60，一端为杯状61，另一端为一轴体62，杯状61的一端容置有反应杯托架20的一端；多个坩埚30，概呈梯形，该坩埚30外部的形状与反应杯托架20上开有的概呈梯形的圆孔21相似，其长度短于梯形的圆孔21，其直径小于梯形的圆孔21，且该坩埚30容置在反应杯托架20上开有的概呈梯形的圆孔21内的反应杯40内，该坩埚30的数量与反应杯托架20上开有的概呈梯形的圆孔21的数量相同。其中在反应杯托架20上的梯形的圆孔21上盖有一塞帽70。实施例二请参阅图3、图4，是四管式单晶炉内部结构示意图及俯视图。本技术一种单晶炉的多管式结构的第二实施例与前述的第一实施例基本相同，其不同之处是，在反应杯托架20’的纵向开有4个概呈梯形的圆孔21’。在安装时，反应杯托架20轴心要和炉子的轴心重合，以保障几个晶体处于相似的热场环境下。放反应杯的孔要对称，深度要一样，以保障几个晶体处于相似的热场环境下；几个孔要尽量居中，反应杯托架外径尽量加工得小一些，这样，炉子内径就可以加工得小一些。这些反应杯托架是带砷端控制的。如果用定量砷或用低压炉氧化硼覆盖法生长单晶，可将砷端去掉，反应杯托架可以做得短一些，相应炉子也可以做得短一些，如图5所示，是无砷端控制的四管式反应杯托架示意图。同样，放反应杯的孔要对称，深度要一样，要尽量居中。本技术的工作过程为结合参阅图1(实施例一与实施例二的工作过程相同)，首先把定量的砷A放入反应杯40的底部，再把坩埚30放入反应杯40中(坩埚30中放有被加工的材料，如砷化镓、铟磷等)，反应杯内抽真空并封口，再将反应杯40放入反应杯托架20上的梯形的圆孔21中。炉子升温(为已有技术)，调节反应杯托架20到合适的位置，调整炉温曲线达到规定要求，将反应杯托架20缓慢下移，完成拉晶过程。本技术与现有技术相比具有1、可观察单晶的生长过程；2、生长速度快；3、成品率高和效率高。权利要求1.一种单晶炉的多管式结构，其特征在于，包括一炉子内壁，为圆筒状，上下两端为贯通；一反应杯托架，为圆柱形，该反应杯托架的纵向开有多个概呈梯形的圆孔，该梯形的圆孔的底端为封闭状；一反应杯，为薄的透明体，其形状与反应杯托架上的梯形的圆孔相同并容置在其内；一升降轴，一端为杯状，另一端为一轴体，杯状的一端容置有反应杯托架的一端；多个坩埚，概呈梯形，该坩埚外部的形状与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔相似，其长度短于梯形的圆孔，其直径小于梯形的圆孔，且该坩埚容置在反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔内的反应杯内。2.根据权利要求1所述的单晶炉的多管式结构，其特征在于，其中反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔的数量为3个。3.根据权利要求1所述的单晶炉的多管式结构，其特征在于，其中反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔的数量为4个。4.根据权利要求1所述的单晶炉的多管式结构，其特征在于，其中反应杯托架的底端开有一细长的热偶孔。5.根据权利要求1所述的单晶炉的多管式结构，其特征在于，其中坩埚的数量与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔的数量相同。6.根据权利要求1所述的单晶炉的多管式结构，其特征在于，其中在反应杯托架上的梯形的圆孔上盖有一塞帽。专利摘要本技术一种单晶炉的多管式结构，包括一炉子内壁，为圆筒状，上下两端为贯通；一反应杯托架，为圆柱形，该反应杯托架的纵向开有多个概呈梯形的圆孔，该梯形的圆孔的底端为封闭状；一反应杯，为薄的透明体，其形状与反应杯托架上的梯形的圆孔相同并容置在其内；一升降轴，一端为杯状，另一端为一轴体，杯状的一端容置有反应杯托架的一端；多个坩埚，概呈梯形，该坩埚外部的形状与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔相似，其长度短于梯形的圆孔，其直径小于梯形的圆孔，且该坩埚容置在反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔内的反应杯内。文档编号C30B15/00GK2528782SQ0220666公开日2003年1月1日 申请日期2002年2月27日 优先权日2002年2月27日专利技术者白玉珂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶炉的多管式结构，其特征在于，包括：一炉子内壁，为圆筒状，上下两端为贯通；一反应杯托架，为圆柱形，该反应杯托架的纵向开有多个概呈梯形的圆孔，该梯形的圆孔的底端为封闭状；一反应杯，为薄的透明体，其形状与反应杯托架上的梯形的圆 孔相同并容置在其内；一升降轴，一端为杯状，另一端为一轴体，杯状的一端容置有反应杯托架的一端；多个坩埚，概呈梯形，该坩埚外部的形状与反应杯托架上开有的概呈梯形的圆孔相似，其长度短于梯形的圆孔，其直径小于梯形的圆孔，且该坩埚容置在反应杯 托架上开有的概呈梯形的圆孔内的反应杯内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉珂，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]