[发明专利]一种磷化铟单晶炉观察窗防污染装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷化铟单晶炉观察窗防污染装置。

背景技术

磷化铟（InP）是重要的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料之一，是一种性能优异的电子信息功能材料，在民用及军用诸多高技术领域都有广泛应用，如微波通信、长距离光纤通信、高转换率太阳能电池、高频器件、制导与导航等方面。从70年代开始，人们开始将目光投向了磷化铟单晶材料。但是因为磷化铟单晶成品率低等问题制约了其应用的广泛性。其中，磷化铟单晶炉观察窗被污染问题为制约磷化铟单晶成品率的重要因素。

磷化铟材料的合成和单晶生长极为困难。在磷化铟材料注入法合成过程中，目前还不能实现自动化，需要工人通过观察判断炉内合成情况，采取操作措施，因此，清晰的观察是获得高质量磷化铟材料的前提和必要条件。清晰的观察对于LEC法磷化铟单晶拉制来说更显的重要，因为磷化铟单晶生长条件苛刻。其中枝晶、孪晶的出现频率较高，如果在拉制单晶的过程中，孪晶和枝晶等能够观察到并且及时采取补救措施，将会大大提高单晶的成品率。

磷化铟单晶炉观察窗被污染主要有三个来源。第一，在注入法合成磷化铟过程中，磷气化后与熔体铟反应。未能反应的磷蒸汽会从熔体中逸出，并且附着于炉壁或者观察窗等温度较低的部位。附着于观察窗上的磷颗粒会降低观察窗的透光性，影响观察。第二，在磷化铟单晶拉制过程中，由于磷化铟离解产生的磷蒸汽也可能附着于观察窗上，影响观察。第三，小部分的磷蒸汽与气氛中的氧发生反应，生成P₂O₅。P₂O₅颗粒具有非常好的吸水性，P₂O₅会迅速与气氛中的水发生反应，生成浓磷酸，或者偏磷酸。高温下的浓磷酸对石英具有很强的腐蚀作用，腐蚀后的石英表面呈白色。附着于观察系统上的浓磷酸在高温环境中腐蚀石英观察系统，造成观察窗被污染。这种污染往往不可逆。按照污染类别来分，观察系统污染可分为两大类，第一，磷单质的污染，这种污染可以通过加热消除；第二，磷酸的污染，这种污染往往难以消除。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种磷化铟单晶炉观察窗防污染装置，可以防止磷单质或磷酸对磷化铟单晶炉观察窗的污染，实现了磷化铟材料合成及单晶生长工艺中，对炉内情况进行实时监控。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种磷化铟单晶炉观察窗防污染装置，包括调节手柄，连接杆，圆柱形观察窗组件，加热装置，石英透镜片，所述调节手柄设置在单晶炉顶盖上方，所述连接杆与调节手柄固定连接，所述石英透镜片与所述连接杆固定连接，所述圆柱形观察窗组件固定在单晶炉顶盖上，在所述圆柱形观察窗组件下端的周围设有所述加热装置，连接杆与单晶炉顶盖间转动连接，通过转动调节手柄使连接杆转动，并使石英透镜片与圆柱形观察窗组件离合。

进一步的，所述连接杆与所述单晶炉顶盖之间还设有用于防止高压气体泄漏的密封组件。

进一步的，所述加热装置由钼丝缠绕而成。

进一步的，石英透镜片为双面抛光透镜片。

进一步的，所述调节手柄、连接杆为不锈钢材质，石英透镜片为高纯石英材质。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过石英透镜片可以保护圆柱形观察组件不受污染，另一方面可以充当透镜。当石英透镜片受到不可逆污染后，可以通过旋转调节手柄使其移开圆柱形观察组件下方。操作者可通过圆柱形观察组件继续对炉内进行清晰观察；通过密封组件，实现单晶炉内充4MPa高压气体，不泄露；通过加热使污染物磷单质气化，脱离观察窗表面，从而恢复圆柱形观察组件及石英透镜片清晰度；调节手柄，连接杆，单晶炉顶盖采用不锈钢材质,防止酸性物质腐蚀，延长使用寿命；圆柱形观察组件，石英透镜片采用高纯石英材质，石英具有较好的透光性和较好的耐热性，加热装置采用金属钼材质，钼丝具有耐高温和抗氧化的能力强的特点；本发明可以防止磷单质或磷酸对磷化铟单晶炉观察窗的污染，实现了磷化铟材料合成及单晶生长工艺中，对炉内情况进行实时监控。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

其中：1、调节手柄，2、密封组件，3、连接杆，4、圆柱形观察窗组件，5、加热装置，6、石英透镜片，7、单晶炉顶盖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。