【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体衬底材料制备，具体涉及一种锑化镓多晶的合成系统及方法。
技术介绍
1、锑化镓是微电子和光电子的基础材料，在制作长波长光纤通信器件方面具有巨大的应用价值，在红外探测器件及红外成像器件，各类传感器等均有广泛用途。对制作高质量锑化镓器件而言，电学性能及位错密度合格的锑化镓单晶必不可少，而锑化镓多晶是用于生产单晶的中间产物。锑在高温下容易挥发，导致化学比偏离，因此直接使用原料进行单晶生长具有较大的局限性，影响晶体结晶质量，预先合成锑化镓多晶成为生产高品质锑化镓单晶的有效手段。在锑化镓多晶合成过程中，锑熔液和镓熔液的混合程度是一个关键因素，因为它直接影响到最终锑化镓晶体的质量和性能。为了促进锑熔液和镓熔液的充分混合，以获得高质量的锑化镓晶体，目前采用的锑化镓多晶合成方法中，大多采用旋转坩埚、或使整个合成装置摆动的方式使混合熔体，以合成原子比1:1的锑化镓多晶，这些方法对设备精度要求较高，作业难度较大，难以实现批量化制备，工业化生产存在一定局限性。
2、公告号为cn117947510的专利技术专利公开了一种锑化镓多晶合成方法，其特征在于镓和锑混合的质量比1:1.1，将物料放置在石英舟内持续抽真空至1x10-4pa，然后升温熔化，高温区的加热温度为1000-1700℃，低温区的加热温度为650-800℃，并需要恒温12-24h最后逐渐冷却石英舟至室温。该方法在升温熔化过程中的对温度和时间的要求较为苛刻，严重影响了化镓多晶合成的工业化效率。
技术实现思路
1、一种锑
2、所述加热容器底部设置支撑装置，顶部设置保温装置，外侧环绕有加热装置，所述加热装置包含上部加热器和下部加热器，加热装置外还设置有电磁搅拌装置。
3、基于上述合成系统的锑化镓多晶的合成方法，其特征在于通过以下步骤实施：
4、1）装填原料：将镓和锑装入石英坩埚中，并将石英坩埚装入加热容器内，在加热容器尾部放置石英封帽，同时抽负压至1x10-4pa以下，使用氢氧焰密封加热容器；
5、2）升温熔化：待加热容器冷却至室温，转移至合成系统内，按照50-80℃/h将加热容器温度缓慢升高温度至630℃-650℃，并恒温5~10h；
6、3）多晶合成：按50-80℃/h将温度升高至710℃-730℃，开启电磁搅拌装置，搅拌功率不小于20kw，使熔体充分搅拌，保持5-10h；
7、下部加热器降温速率20-30℃/h，上部加热器温度恒定，电磁搅拌装置持续运行，当下部加热器温度降至700℃时，实现锑化镓多晶从底部开始合成；
8、当下部加热器温度降至650℃时，上部加热器以5-20℃/h的降温速率进行降温，电磁搅拌装置持续运行；
9、当上部加热器温度降至680-690℃时，上部加热器和下部加热器降温速率20-30℃/h缓慢降温，电磁搅拌装置持续运行；
10、下部加热器温度降至600℃时关闭电磁搅拌装置，上部加热器温度降至200℃时关闭上部加热器和下部加热器，使锑化镓多晶随加热容器冷却至室温。
11、具体的，步骤1）中镓和锑混合的质量比1:1.05。
12、作为替换，步骤1）中容器内先抽真空至1×10-4pa以下，并充入1个大气压氩气，以减弱锑的挥发和氧化。
13、该合成系统通过对高温熔体施加磁场，在电磁力的作用下强化熔体流动，达到搅拌熔体的目的，无需额外干预。该合成方法通过梯度式凝固，提高晶体完整性，本专利技术多晶合成温度较低，对设备要求低，能有效提高锑化镓多晶品质，每批可实现10-50kg锑化镓多晶合成，极大提高生产效率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锑化镓多晶的合成系统，其特征在于系统由加热容器、底座支撑装置、加热装置、电磁搅拌装置和保温装置组成：
2.基于锑化镓多晶的合成系统的合成方法，其特征在于通过以下步骤实施：
3.如权利要求2所述的基于锑化镓多晶的合成系统的合成方法，其特征在于步骤1）中镓和锑混合的质量比1:1.05。
4.如权利要求2所述的基于锑化镓多晶的合成系统的合成方法，其特征在于步骤1）中容器内先抽真空至1×10-4Pa以下，并充入1个大气压氩气。
【技术特征摘要】
1.一种锑化镓多晶的合成系统，其特征在于系统由加热容器、底座支撑装置、加热装置、电磁搅拌装置和保温装置组成：
2.基于锑化镓多晶的合成系统的合成方法，其特征在于通过以下步骤实施：
3.如权利要求2所述的基于锑化...
【专利技术属性】
技术研发人员：王顺金，韦华，韩家贤，李芳艳，唐康中，刘吉才，柳廷龙，刘汉保，赵兴凯，牛应硕，余海龙，张丽萍，骆金秋，黄四江，林作亮，
申请(专利权)人：云南中科鑫圆晶体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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