[发明专利]一种激光加热区熔生长大薄片或异形翘曲单晶的装置及其生长方法

权利要求书

1.一种激光加热区熔生长大单晶薄片或异形单晶的装置，其特征在于，所述装置包括附带激光电源的激光器组（1），光纤（2），光纤输出端固定架（3），保持激光束相对样品移动的激光束移动系统（4），所述光纤（2）的一端与激光器组（1）输出端熔接成一体，是无能量损失的连接，所述光纤另一端是激光输出端，被一个固定架（3）固定，并将激光束指向样品（6），提供受照样品（6）局部区域一个矩形热源（5），所述光纤输出端固定架（3）安装在所述激光束移动系统（4）上，利用这个激光束移动系统（4）移动激光光束，使矩形热源（5）在样品（6）平面内移动，样品（6）在矩形热源加热的条件下，局部区域融化，随着热源的移动这个熔区也跟着同步移动，熔区的移动前方把固体样品熔化，其熔区尾部由于不再得到热源能量的补充，又向周围散发能量而重新结晶，如果熔区尾端已经是单晶固体，那么以后新生的固体一定会按原来原子排序排列，从而长成大单晶薄片或异形翘壳单晶，所述装置还包括熔区高度测量部件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤是被认真编组排列过的，新的光纤输出端排序后，使相邻光纤输出端输出能量强弱互补。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述熔区高度测量部件为数码相机或分光棱镜。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述数码相机附带有电脑图像处理功能。

5.一种激光加热区熔生长大薄片或异形单晶的方法，其特征在于包含以下步骤：

（1）准备样品：被加工的样品应是片状的，其厚度取决于被加工材料和加工目的；

（2）调试激光：采用权利要求1中所述的激光加热区熔生长大单晶薄片或异形翘壳单晶的装置，打开激光器组（1）的电源，调试激光光束，操作激光束移动系统（4），将激光光束照射的矩形加热区域移动至样品（6）的选定位置，设置激光光束加热强度，使选定样品（6）位置熔化，并有一定高度范围，一旦超出这个高度范围就有可能因为失去表面张力的支撑能力而液体下流，俗称掉熔区；

（3）生长单晶：控制矩形热源（5）从样品的一端向另一端扫描移动加热，熔化样品（6）重新结晶，将整个样品扫过一次或多次，形成大单晶薄片或异形翘壳单晶；

所述生长单晶步骤还包括采用熔区高度测量部件来测量熔区高度步骤，并为自动控制输出激光强度提供信号源，所述熔区高度测量部件为数码相机或分光棱镜组件；

其中，所述样品为硅和碳化硅，成品为大单晶薄片或异形翘壳单晶。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述样品的纯度按设定加工要求为准。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，测量熔区高度时，从样品两面同时观察熔区高度。