本发明专利技术涉及半导体材料制备技术领域，具体涉及一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置及方法，包括合成炉以及设置于所述合成炉中的合成坩埚，所述合成坩埚内设置有多个反应区块，多个反应区块自所述合成坩埚的封闭端至开口端依次间隔设置，且相邻的反应区块之间设置有反应阻挡层。本发明专利技术通过在合成坩埚内设置多个反应区块，可以将碲、锌、镉/碲、镉的原料分为多份分别放入多个反应区块，以多个小区块的模式分别进行反应，同时在相邻的反应区块之间设置反应阻挡层，减少合成过程的原材料反应的连续，可以避免过大的初始反应热和延缓了整个合成的连锁反应，大大降低了大质量碲锌镉/碲化镉多晶料合成的集中放热引起的裂管风险。镉多晶料合成的集中放热引起的裂管风险。镉多晶料合成的集中放热引起的裂管风险。
【技术实现步骤摘要】
一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置及方法
[0001]本专利技术涉及半导体材料制备
，具体涉及一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置及方法。
技术介绍
[0002]在碲化镉、碲锌镉材料制备工艺中，采用碲单质、镉单质、锌单质成功合成碲化镉、碲锌镉多晶料是关键技术，通常采用石英合成坩埚真空烧结密封方法，由于碲单质与镉单质化合时会发生剧烈的反应，单次合成量稍大时，经常会发生石英合成坩埚容器爆炸问题，导致材料氧化报废以及设备损毁而造成很大的经济损失。
[0003]公开号为CN 111809235 A的专利技术专利公开了将单质碲或单质碲和单质锌装入第一合成坩埚中，将单质镉装入第二合成坩埚中，先将液封剂升温，使液封剂先熔化；再将第一合成坩埚下部升温，使第一合成坩埚内的材料熔化；之后将第二合成坩埚升温，使第二合成坩埚内的单质镉熔化；再将第二合成坩埚内熔化的单质镉缓慢滴入第一合成坩埚中，与第一合成坩埚内的熔体反应生成碲化镉或碲锌镉；其采用液封技术阻止镉蒸气挥发损失，第一合成坩埚不需要烧结密封，第一合成坩埚可以重复多次使用，从而降低了成本；通过将镉熔体缓慢滴入碲熔体或碲锌熔体中，减小了碲与镉的瞬时反应量，减轻了碲与镉化合反应的剧烈程度，降低了对合成设备的耐压要求，降低了设备成本；但是该方案实现起来比较困难，且对于大直径高品质的碲锌镉或碲化镉多晶材料，碲、镉在合成过程中会放出大量的反应热，从而会对反应容器造成很大的热冲击，很容易发生爆炸的风险。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置及方法，可以降低整个合成反应的放热过程，大大降低了大质量碲锌镉或碲化镉合成的裂管风险。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，包括合成炉以及设置于所述合成炉中的合成坩埚，所述合成坩埚内设置有多个反应区块，多个反应区块自所述合成坩埚的封闭端至开口端依次间隔设置，且相邻的反应区块之间设置有反应阻挡层。
[0006]作为实施方式之一，所述反应阻挡层采用碲锌镉单/多晶料，或者所述反应阻挡层采用碲化镉单/多晶料。
[0007]作为实施方式之一，靠近最先发生合成反应的反应区块的反应阻挡层的质量是其他的反应阻挡层质量的1
‑
3倍。
[0008]作为实施方式之一，所述合成炉设置有多个加热区，多个加热区自所述合成坩埚的封闭端至开口端依次相连。
[0009]作为实施方式之一，对应最先发生合成反应的反应区块的加热区的加热温度达到合成反应所需温度，其他加热区的加热温度低于合成反应所需温度。
[0010]作为实施方式之一，所述合成坩埚为石英熏碳合成坩埚。
[0011]本专利技术还提供一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的方法，采用以上任一项所述的装置，该制备方法包括如下步骤：S1、依次向合成坩埚的各个反应区块按化学配比加入单质碲与单质镉或者单质碲、单质镉与单质锌，并在相邻的反应区块之间添加反应阻挡层；S2、对合成坩埚进行真空封管处理；S3、将真空封管处理后的合成坩埚装入合成炉中，对各个加热区依次进行加热，其中一端的加热区内的反应区块先进行合成反应，其他加热区的反应区块依次进行合成反应，且前一个反应区块的反应热量传递至后一反应区块；S4、合成反应结束后，将合成炉升温至多晶料的熔点以上，再进行摇摆处理，然后降至室温，即可制得大直径碲锌镉或碲化镉多晶料。
[0012]作为实施方式之一，步骤S1中，当制备碲锌镉多晶料时，向每个反应区按化学配比加入单质碲、单质镉与单质锌，并在相邻的反应区块之间添加碲锌镉单/多晶料作为反应阻挡层；当制备碲化镉多晶料时，向每个反应区按化学配比加入单质碲与单质镉，并在相邻的反应区块之间添加碲化镉单/多晶料作为反应阻挡层。
[0013]作为实施方式之一，在步骤S1之前，先根据待制备的大直径碲锌镉或碲化镉多晶料的质量确定合成坩埚中反应区块的数量，再结合反应阻挡层的数量及质量，确定每个反应区块需要制备的碲锌镉或碲化镉多晶料的质量，然后根据化学配比计算每个反应区块单质碲与单质镉或者单质碲、单质镉与单质锌的质量，并进行准确称取。
[0014]作为实施方式之一，步骤S4中，合成炉以10
‑
50℃/h的速率升温至多晶料的熔点以上，然后摇摆处理10
‑
24h。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术通过在合成坩埚内设置多个反应区块，可以将碲、锌、镉/碲、镉的原料分为多份分别放入多个反应区块，以多个小区块的模式分别进行反应，同时在相邻的反应区块之间设置反应阻挡层，减少合成过程的原材料反应的连续，可以避免过大的初始反应热和延缓了整个合成的连锁反应，大大降低了大质量碲锌镉/碲化镉多晶料合成的集中放热引起的裂管风险；（2）本专利技术利用碲锌镉或碲镉合成反应放热，将合成炉分为多个加热区，整个合成反应的初始端的加热区先进行合成反应，并将反应热量传递至后面的的区块反应，后面的加热区通过加热以及接收前面反应区块的反应热量能够达到合成反应所需温度，并依次进行合成反应，可以有效利用反应热量，降低成本。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置的示意图；图中：1、合成炉；2、加热区一；3、加热区二；4、合成坩埚；5、坩埚塞；6、单质碲；7、单质镉；8、反应阻挡层。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0020]术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0021]实施例一如图1所示，本实施例提供一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，包括合成炉1以及设置于所述合成炉1中的合成坩埚4，所述合成坩埚4内设置有多个反应区块，多个反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，包括合成炉以及设置于所述合成炉中的合成坩埚，其特征在于：所述合成坩埚内设置有多个反应区块，多个反应区块自所述合成坩埚的封闭端至开口端依次间隔设置，且相邻的反应区块之间设置有反应阻挡层。2.如权利要求1所述的制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，其特征在于：所述反应阻挡层采用碲锌镉单/多晶料，或者所述反应阻挡层采用碲化镉单/多晶料。3.如权利要求1所述的制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，其特征在于：靠近最先发生合成反应的反应区块的反应阻挡层的质量是其他的反应阻挡层质量的1
‑
3倍。4.如权利要求1所述的制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，其特征在于：所述合成炉设置有多个加热区，多个加热区自所述合成坩埚的封闭端至开口端依次相连。5.如权利要求4所述的制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，其特征在于：对应最先发生合成反应的反应区块的加热区的加热温度达到合成反应所需温度，其他加热区的加热温度低于合成反应所需温度。6.如权利要求1所述的制备碲锌镉或碲化镉多晶料的装置，其特征在于：所述合成坩埚为石英熏碳合成坩埚。7.一种制备碲锌镉或碲化镉多晶料的方法，其特征在于，采用权利要求1
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6任一项所述的装置，该制备方法包括如下步骤：S1、依次向合成坩埚的各个反应区块按化学配比加入单质碲与单质镉或者单质碲、单质镉与单质锌，并在相邻的反应区块之间添加反应阻挡层；S2、对合...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晟，黄立，严冰，刘伟华，喻畅，颜家楷，
申请(专利权)人：武汉高芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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