[实用新型]单晶炉的多管式结构

说明书

技术领域

本实用新型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。

背景技术

III-V族化合物半导体材料(如：砷化镓、磷化铟和磷化镓等)体材料的制备方法主要有LEC(Liquid encapsulated Czochralski)法、VB(verticalBridgman)法、VGF(vertical gradient freeze)法和HB(Horizontal Bridgman)法。

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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单晶炉的多管式结构，采用三管或四管式VB或VGF法生长单晶，一炉能长三、四根晶体，可使生产效率提高3-4倍。并且，多管式VB或VGF单晶炉，热场分布更合理，电能利用率高，节约能源。

本实用新型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。

附图说明

为进一步说明本实用新型的结构特征，以下结合附图对本实用新型作一详细描述，其中：

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。

具体实施方式

实施例一

请参阅图1、图2，是三管式单晶炉内部结构示意图及俯视图。

本实用新型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；