阅读说明：本技术 一种磷化铟晶体的快速生长装置及生长方法 (Rapid growth device and growth method of indium phosphide crystal ) 是由 潘功寰 于 2021-07-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种磷化铟晶体的快速生长装置及生长方法,包括：生长筒、入料机构以及过滤盘；所述生长筒顶部设置有护板,所述护板内侧设置有抵持件,所述抵持件端部固定连接有过滤盘,所述过滤盘上方设置有入料机构,所述过滤盘底部设置有进料筒,所述进料筒底部设置有转盘,所述转盘设置在所述生长筒内侧,所述转盘与所述生长筒同轴心设置；所述生长筒外侧设置有防护架,所述防护架底部设置有垫板,所述垫板底部设置有支架,所述支架上设置有电机,所述电机一端配合连接至转盘,所述生长筒内壁设置有加热件,所述生长筒底部设置有出料口,通过竖直方向层叠方式设置的入料机构与过滤盘能够将磷化铟晶体中的杂质进行过滤,使得进入进料筒内的磷化铟晶体的纯度较高,保证磷化铟晶体的高纯度。(The invention relates to a rapid growth device and a growth method of an indium phosphide crystal, which comprise the following steps: the device comprises a growth cylinder, a feeding mechanism and a filter disc; the top of the growth cylinder is provided with a protection plate, the inner side of the protection plate is provided with a supporting part, the end part of the supporting part is fixedly connected with a filter disc, a feeding mechanism is arranged above the filter disc, the bottom of the filter disc is provided with a feeding cylinder, the bottom of the feeding cylinder is provided with a rotary disc, the rotary disc is arranged on the inner side of the growth cylinder, and the rotary disc and the growth cylinder are coaxially arranged; the utility model discloses a high-purity indium phosphide crystal growth device, including growth section of thick bamboo, protection frame, pan feeding mechanism, filter disc, feeding mechanism, growth section of thick bamboo, protection frame outside is provided with the protection frame, protection frame bottom is provided with the backing plate, the backing plate bottom is provided with the support, be provided with the motor on the support, motor one end cooperation is connected to the carousel, growth section of thick bamboo inner wall is provided with heating member, growth bobbin base portion is provided with the discharge gate, can filter the impurity in the indium phosphide crystal through pan feeding mechanism and the range upon range of mode setting of vertical direction for the purity of the indium phosphide crystal that gets into in the feeding section of thick bamboo is higher, guarantees the high purity of indium phosphide crystal.)

一种磷化铟晶体的快速生长装置及生长方法

技术领域

本发明涉及一种快速生长装置，尤其涉及一种磷化铟晶体的快速生长装置及生长方法。

背景技术

磷化铟是一种化学物质，是沥青光泽的深灰色晶体，用高压单晶炉制备磷化铟单晶是最主要的方法，并用掺等电子杂质的方法降低晶体的位错密度。而气相外延，多采用In-PCl3-H2系统的歧化法，在该工艺中用铟(99.9999％)和三氯化磷(99.999％)之间的反应来生长磷化铟层。气相外延将石英反应管放在双温区电炉中，已净化的高纯氢气经计量通入，氢气也用来稀释三氯化磷，此时彭泡器保持在0℃，通过反应管内的氢气线速度为14cm/min。外延生长分为诱个阶段进行。在第一阶段，将盛有铟的石英舟放在电炉中源区，通入氢气并加热到700～850℃，再用氢气将三氯化磷引入，在铟源上方被还原成磷蒸气和氯化氢。镉化氢与铟反应生成一氯化铟蒸气在管中迁移。磷溶解在铟中直至饱和为止。在第二阶段，铟源保持在原位置不加热，单晶衬底放在电炉的第二加温区后，在氢气氛下加热到600～750℃。首先用氢气将三氯化磷引入到管内对衬底进行气相腐蚀，清洗衬底表面。再将氢气直接引入反应管，并把源加热到它的过饱和温度(在操作中此温度比衬底晶体的温度高100℃)。然后通过氢气鼓泡将三氯化磷引入，这时磷蒸气与在源区生成的一氯化铟反应，在衬底上淀积生长出磷化铟层。当外延生长完成后，向系统中通入纯氢气，将两个温区冷却到室温，取出产物，制得磷化铟成品。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种磷化铟晶体的快速生长装置及生长方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种磷化铟晶体的快速生长装置，包括：生长筒、入料机构以及过滤盘；

所述生长筒顶部设置有护板，所述护板内侧设置有抵持件，所述抵持件端部固定连接有过滤盘，所述过滤盘上方设置有入料机构，所述过滤盘底部设置有进料筒，所述进料筒底部设置有转盘，所述转盘设置在所述生长筒内侧，所述转盘与所述生长筒同轴心设置；

所述生长筒外侧设置有防护架，所述防护架底部设置有垫板，所述垫板底部设置有支架，所述支架上设置有电机，所述电机一端配合连接至转盘，

所述生长筒内壁设置有加热件，所述生长筒底部设置有出料口。

本发明一个较佳实施例中，所述支架底部四角设置有支撑柱。

本发明一个较佳实施例中，所述垫板通过螺栓固定在所述支架上。

本发明一个较佳实施例中，所述加热件呈螺旋方式分布。

本发明一个较佳实施例中，所述电机的转轴一端设置有联轴器，所述联轴器一端连接有减速机，所述减速机配合连接至转盘。

本发明一个较佳实施例中，所述生长筒内壁设置有若干个温度传感器。

本发明一个较佳实施例中，所述防护架顶部沿周向设置有若干个筋，所述筋用于固定所述生长筒与所述防护架。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案为：一种磷化铟晶体的生长方法，应用于磷化铟晶体的快速生长装置，包括以下步骤：

将磷化铟晶体放入入料机构，磷化铟晶体通过过滤盘进行过滤，过滤杂质后的磷化铟晶体通过进料筒进入转盘，

通过加热件对生长筒内部空间进行加热，当温度到达预定温度时，通过电机控制转盘进行匀速转动；

转盘转动过程中，对转盘内的原料进行均匀加热，促进磷化铟晶体快速生长。

本发明一个较佳实施例中，通过加热件对生长筒内部空间进行加热过程中，向入料机构内加入掺杂剂，所述惨杂剂为硫。

本发明一个较佳实施例中当温度到达预定温度时，通过电机控制转盘进行匀速转动，具体为，通过加热件缓慢加热升温，升温至原料熔点温度时，保持恒温。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

(1)通过竖直方向层叠方式设置的入料机构与过滤盘能够将磷化铟晶体中的杂质进行过滤，使得进入进料筒内的磷化铟晶体的纯度较高，保证磷化铟晶体的高纯度。

(2)通过螺旋式结构的加热件，且加热件设置在生长筒内壁，通过非接触式的方式对转盘内的磷化铟晶体进行加热，加热过程中，转盘旋转，保证磷化铟晶体受热均匀，提高磷化铟晶体的生长速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示出了本发明磷化铟晶体快速生长装置局部立体结构示意图；

图2示出了生长筒内部结构示意图；

图3示出了生长筒底部结构示意图；

图中：1、入料机构，2、抵持件，3、进料筒，4、筋，5、防护架，6、垫板，7、支架，8支撑柱，9、电机，10、生长筒，11、护板，12、过滤盘，13、转盘，14、联轴器，15、减速机，16、出料口

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本发明一种磷化铟晶体的快速生长装置及生长方法局部立体结构示意图。

如图1-3所示，本发明第一方面提供了一种磷化铟晶体的快速生长装置，包括：生长筒10、入料机构1以及过滤盘12；

所述生长筒10顶部设置有护板11，所述护板11内侧设置有抵持件2，所述抵持件2端部固定连接有过滤盘12，所述过滤盘12上方设置有入料机构1，所述过滤盘12底部设置有进料筒3，所述进料筒3底部设置有转盘13，所述转盘13设置在所述生长筒10内侧，所述转盘13与所述生长筒10同轴心设置；

所述生长筒10外侧设置有防护架5，所述防护架5底部设置有垫板6，所述垫板6底部设置有支架7，所述支架7上设置有电机9，所述电机9一端配合连接至转盘13，

所述生长筒10内壁设置有加热件，所述生长筒10底部设置有出料口。

根据本发明实施例，所述支架7底部四角设置有支撑柱8。

根据本发明实施例，所述垫板6通过螺栓固定在所述支架7上。

根据本发明实施例，所述加热件呈螺旋方式分布。

根据本发明实施例，所述电机9的转轴一端设置有联轴器14，所述联轴器14一端连接有减速机15，所述减速机15配合连接至转盘13。

根据本发明实施例，所述生长筒10内壁设置有若干个温度传感器。

根据本发明实施例，所述防护架5顶部沿周向设置有若干个筋4，所述筋4用于固定所述生长筒10与所述防护架5。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案为：一种磷化铟晶体的生长方法，应用于磷化铟晶体的快速生长装置，包括以下步骤：

将磷化铟晶体放入入料机构1，磷化铟晶体通过过滤盘12进行过滤，过滤杂质后的磷化铟晶体通过进料筒3进入转盘13，

通过加热件对生长筒10内部空间进行加热，当温度到达预定温度时，通过电机9控制转盘13进行匀速转动；

转盘13转动过程中，对转盘13内的原料进行均匀加热，促进磷化铟晶体快速生长。

根据本发明实施例，通过加热件对生长筒10内部空间进行加热过程中，向入料机构1内加入掺杂剂，所述惨杂剂为硫。

根据本发明实施例当温度到达预定温度时，通过电机9控制转盘13进行匀速转动，具体为，通过加热件缓慢加热升温，升温至原料熔点温度时，保持恒温。

通过竖直方向层叠方式设置的入料机构1与过滤盘12能够将磷化铟晶体中的杂质进行过滤，使得进入进料筒3内的磷化铟晶体的纯度较高，保证磷化铟晶体的高纯度。

通过螺旋式结构的加热件，且加热件设置在生长筒10内壁，通过非接触式的方式对转盘13内的磷化铟晶体进行加热，加热过程中，转盘13旋转，保证磷化铟晶体受热均匀，提高磷化铟晶体的生长速度。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。