一种准闭管泡生法坩埚及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种准闭管泡生法坩埚及其使用方法，包括：籽晶杆，籽晶杆的下端具有用于夹持籽晶的夹持部，籽晶杆的侧面沿其周向向外延伸形成液封槽；套筒，套筒套设于籽晶杆外，套筒的一端可操作地设置于液封槽内，套筒的内表面与籽晶杆的外表面之间具有第一间隙，第一间隙与液封槽连通，套筒能够相对于籽晶杆沿轴向方向运动；坩埚装置，坩埚装置具备一可操作地密闭的容置空间，籽晶杆的下端、液封槽、以及套筒的下端可操作地设置于容置空间内。本发明专利技术的液封设计兼顾开管法和闭管法的优点，能同时满足籽晶提拉的传动需求和组分蒸气压的控制需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种准闭管泡生法坩埚及其使用方法


[0001]本专利技术涉及晶体生长的
，尤其涉及一种准闭管泡生法坩埚及其制造方法。

技术介绍

[0002]现有技术采用开管式坩埚实现泡生法长晶的引晶需求。对于挥发性组分的化合物晶体，在晶体上方增加一层液封剂，坩埚仍为开管式设计。开管式设计仍存在一下缺点和不足：
[0003]开管式生长设备结构复杂，加热模块暴露在晶体生长气氛中，对其材质和炉腔密封性要求较高；
[0004]炉腔内冷点温度太低，挥发性组分容易冷凝，从而无法调控挥发性组分的分压和化合物组分配比；
[0005]液封剂需要厚厚地覆盖在晶体上方，使用量非常大，同时接触生长晶体，容易引入位错等缺陷；

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种采用液封的准闭管泡生法坩埚，其能够兼顾开管法和闭管法的优点，能同时满足籽晶提拉的传动需求和组分蒸气压的控制需求。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0008]一种准闭管泡生法坩埚，其中，包括：
[0009]籽晶杆，所述籽晶杆的下端具有用于夹持籽晶的夹持部，所述籽晶杆的侧面沿其周向向外延伸形成液封槽；
[0010]套筒，所述套筒套设于所述籽晶杆外，所述套筒的一端可操作地设置于所述液封槽内，所述套筒的内表面与所述籽晶杆的外表面之间具有第一间隙，所述第一间隙与所述液封槽连通，所述套筒能够相对于所述籽晶杆沿轴向方向运动；
[0011]坩埚装置，所述坩埚装置具备一可操作地密闭的容置空间，所述籽晶杆的下端、所述液封槽、以及所述套筒的下端可操作地设置于所述容置空间内。
[0012]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述坩埚装置包括：长晶坩埚和设于所述长晶坩埚内的PBN坩埚，所述套筒的外壁与所述长晶坩埚的内壁之间通过密封件密封连接。
[0013]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述长晶坩埚包括相互连接的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分的上部，所述第一部分的内径大于所述第二部分的内径；
[0014]所述PBN坩埚设于所述第一部分内；
[0015]所述套筒的外壁与所述第一部分的内壁之间通过密封件密封连接。
[0016]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述密封件为石英塞子，所述石英塞子呈环状，所述石英塞子的内侧与所述套筒的外壁固定连接，所述石英塞子的外侧抵于所述第一部分
的内壁。
[0017]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述液封槽内设有液封剂；
[0018]所述长晶坩埚的内部充满设定压力的气氛，所述设定压力大于一个大气压，以将液体状态下的所述液封剂压入所述第一间隙。
[0019]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述套筒的上部具有封管口。
[0020]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，还包括：拉晶杆，所述拉晶杆与所述籽晶杆的上端固定连接，所述套筒的内表面与所述拉晶杆的外表面之间具有第二间隙。
[0021]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述第二间隙内设有蜡封。
[0022]一种准闭管泡生法坩埚的使用方法，其中，使用准闭管泡生法坩埚，所述准闭管泡生法坩埚包括：
[0023]籽晶杆，所述籽晶杆的下端具有用于夹持籽晶的夹持部，所述籽晶杆的侧面沿其周向向外延伸形成液封槽；
[0024]套筒，所述套筒套设于所述籽晶杆外，所述套筒的一端可操作地设置于所述液封槽内，所述套筒的内表面与所述籽晶杆的外表面之间具有第一间隙，所述第一间隙与所述液封槽连通，所述套筒能够相对于所述籽晶杆沿轴向方向运动；
[0025]拉晶杆，所述拉晶杆与所述籽晶杆的上端固定连接，所述套筒的内表面与所述籽晶杆的外表面之间具有第二间隙；
[0026]长晶坩埚和设于所述长晶坩埚内的PBN坩埚，所述套筒的外壁与所述长晶坩埚的内壁之间通过密封件密封连接；
[0027]其中，所述使用方法包括：
[0028]将籽晶夹持在所述籽晶杆的下端；
[0029]将所述籽晶杆的上端安装至所述拉晶杆的下端；
[0030]将所述籽晶杆插入所述套筒内；
[0031]调整所述籽晶杆相对于所述套筒的高度位置和中心位置，在所述籽晶杆和所述套筒之间布置蜡封，所述蜡封位于所述液封槽的上方；
[0032]在所述液封槽内布置液封剂；
[0033]得到籽晶机构。
[0034]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述使用方法还包括：
[0035]在所述长晶坩埚中放入气氛源；在所述长晶坩埚中放入所述PBN坩埚；在所述PBN坩埚中放入多晶料；
[0036]将所述籽晶机构置于所述多晶料的上方；
[0037]将所述长晶坩埚的管口接入抽真空设备，抽真空，除气；
[0038]对所述籽晶机构的所述密封件和所述长晶坩埚之间焊接，完成一次封管；
[0039]破真空，去除所述长晶坩埚位于所述密封件的以上的部分；
[0040]将所述套筒的上部的封管口接入抽真空设备，抽真空，除气；
[0041]将所述封管口烧融，完成二次封管。
[0042]上述的准闭管泡生法坩埚，其中，所述使用方法还包括：
[0043]在生长温度下，所述液封剂融化，所述气氛源提供设定压力的气氛，所述蜡封融化，液体状态下的所述液封剂被压入所述第一间隙，同时允许所述籽晶杆、所述拉晶杆和所
述套管之间的相对运动；
[0044]使籽晶下降，与熔融的多晶料相接触，完成引晶。
[0045]本专利技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
[0046](1)本专利技术的液封设计兼顾开管法和闭管法的优点，能同时满足籽晶提拉的传动需求和组分蒸气压的控制需求；
[0047](2)本专利技术的长晶炉结构和热场设计需求简单，可适用于垂直布里奇曼法和垂直温度梯度凝固法的长晶炉；
[0048](3)本专利技术的封材料需求量少，且脱离接触生长晶体，不会引入缺陷；
[0049](4)本专利技术可以同时实现坩埚内气氛封闭，和籽晶受外部机械传动装置控制升降；
[0050](5)本专利技术采用在套管侧壁开封管口以及上端缝隙蜡封的设计，可以实现室温下该坩埚系统的抽真空和封管。
附图说明
[0051]图1是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的示意图。
[0052]图2是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的局部放大示意图。
[0053]图3是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的封管口的示意图。
[0054]图4是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的籽晶杆和拉晶杆的示意图。
[0055]图5是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的套管的示意图。
[0056]图6是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的籽晶机构的示意图。
[0057]图7是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的长晶坩埚的示意图。
[0058]图8是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的示意图。
[0059]图9是本专利技术的准闭管泡生法坩埚的示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准闭管泡生法坩埚，其特征在于，包括：籽晶杆，所述籽晶杆的下端具有用于夹持籽晶的夹持部，所述籽晶杆的侧面沿其周向向外延伸形成液封槽；套筒，所述套筒套设于所述籽晶杆外，所述套筒的一端可操作地设置于所述液封槽内，所述套筒的内表面与所述籽晶杆的外表面之间具有第一间隙，所述第一间隙与所述液封槽连通，所述套筒能够相对于所述籽晶杆沿轴向方向运动；坩埚装置，所述坩埚装置具备一可操作地密闭的容置空间，所述籽晶杆的下端、所述液封槽、以及所述套筒的下端可操作地设置于所述容置空间内。2.根据权利要求1所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，所述坩埚装置包括：长晶坩埚和设于所述长晶坩埚内的PBN坩埚，所述套筒的外壁与所述长晶坩埚的内壁之间通过密封件密封连接。3.根据权利要求1所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，所述长晶坩埚包括相互连接的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第二部分的上部，所述第一部分的内径大于所述第二部分的内径；所述PBN坩埚设于所述第一部分内；所述套筒的外壁与所述第一部分的内壁之间通过密封件密封连接。4.根据权利要求3所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，所述密封件为石英塞子，所述石英塞子呈环状，所述石英塞子的内侧与所述套筒的外壁固定连接，所述石英塞子的外侧抵于所述第一部分的内壁。5.根据权利要求1所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，所述液封槽内设有液封剂；所述长晶坩埚的内部充满设定压力的气氛，所述设定压力大于一个大气压，以将液体状态下的所述液封剂压入所述第一间隙。6.根据权利要求1所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，所述套筒的上部具有封管口。7.根据权利要求1所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，还包括：拉晶杆，所述拉晶杆与所述籽晶杆的上端固定连接，所述套筒的内表面与所述籽晶杆的外表面之间具有第二间隙。8.根据权利要求9所述的准闭管泡生法坩埚，其特征在于，所述第二间隙内设有蜡封。9.一种准闭管泡生法坩埚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆宏煜，李贞，彭成盼，
申请(专利权)人：浙江珏芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：