[发明专利]氧化嫁晶体用的铂铱合金坩埚以及制备方法

说明书

本发明属于氧化嫁晶体技术领域，尤其是氧化嫁晶体用的铂铱合金坩埚以及铂铱合金的制作装置，其用于高氧气氛下运用提拉法和倒模法来生长氧化嫁晶体，Ir含量为30wt％‑90wt％。该铂铱合金坩埚，通过设置坩埚的内部设置有模具，模具是Ir含量为30‑90wt％的Pt‑Ir系合金制的模具，在氧化嫁生长过程中对模具的腐蚀明显减轻，可明显降低氧化镓的生长成本，并提升氧化镓晶体的品质，当炉膛气氛为10％氧+10％二氧化碳+80％氩气，模拟氧化镓晶体生长的温度过程，但并不生长晶体，最终冷却凝固的氧化镓多晶体为不着色、杂质少、高透明状态，模具的光洁度基本不变，作为对比，采用传统气氛为10％二氧化碳+90％氩气时，最终冷却凝固的氧化镓多晶体有杂质、不透明，模具的光洁度有明显下降。

技术领域

本发明涉及氧化嫁晶体技术领域，尤其涉及氧化嫁晶体用的铂铱合金坩埚以及铂铱合金的制备方法。

背景技术

氧化镓是良好的超宽禁带半导体材料，是制造功率器件的理想材料，由于氧化镓熔点高，并且在熔点附近容易挥发和分解，晶体具有明显各种异性，易解理。这些特性均使生长大尺寸单晶非常困难；目前最成功从液相中生长氧化镓的方法是导模法，目前已可生产4英寸晶体，并开始尝试6英寸晶体的生长；

导模法需要加工精度很高的模具，由于氧化镓易分解易挥发的特性，表现出对坩埚和模具腐蚀性强，特别是EFG模具受腐蚀失去表面光洁度和尺寸精度后，就无法继续使用；而EFG模具的加工成本很高，过短的使用寿命，直接导致氧化镓晶体成本过高，难以商业化；

在高氧气氛下采用铂铑、铂铱合金作为坩埚材料进行氧化镓生长的试验，铂铑合金中，铑元素的氧化会引起氧化镓晶体着色为淡黄色；铂铱合金中，铱含量低于30％时，合金熔点仅略高于氧化镓熔点，在晶体生长过程中，由于合金熔点较低，生长氧化钾晶体可用的工艺窗口较窄，容易造成坩埚过熔损坏。

发明内容

基于现有的铂铱合金作为坩埚材料进行氧化镓生长的试验中，铱含量低于30％时，合金熔点仅略高于氧化镓熔点，晶体生长过程中，由于合金熔点较低，生长氧化钾晶体可用的工艺窗口较窄，容易造成坩埚过熔损坏；，本发明提出了生长氧化嫁晶体用的铂铱合金坩埚以及铂铱合金的坩埚的制备方法，其可以用于高氧气氛下运用提拉法和倒模法来生长氧化嫁晶体，Ir含量为40wt％-90wt％；

优选地，所述一种氧化嫁晶体的制造方法，在高氧气氛下，使用Ir含量为30wt％-90wt％的Pt-Ir系合金坩埚，应用提拉法和倒模法来生长氧化嫁晶体；

优选地，所述一种氧化嫁晶体的制造装置，其为有晶体生长炉构成的氧化嫁晶体的制造装置，所述晶体生长炉设置有坩埚，所述坩埚是由Ir含量为50wt％的Pt-Ir系合金制作，所述坩埚的内部设置有模具，所述模具是由Ir含量为30-90wt％的Pt-Ir系合金制作；

优选地，所述一种铂铱合金的制造装置，包括炉体，所述炉体的内部设置有导模法装置，所述导膜法装置还包括支撑升降轴，所述支撑升降轴固定安装在所述炉体的内底壁；

优选地，所述导模法装置还包括氧化锆坩埚，所述氧化锆坩埚的下表面固定安装在所述支撑升降轴的上表面，所述氧化锆坩埚制作材料设置有氧化锆。

优选地，所述氧化锆坩埚的外表面固定粘接有保温层，所述保温层设置有石墨毡，所述保温层的外表面设置有加热体，所述加热体对氧化锆坩埚进行加热；

优选地，所述炉体的外表面固定安装有隔热箱，所述隔热箱的外表面固定安装有驱动液压缸，所述驱动液压缸活塞杆一端贯穿所述隔热箱的内壁后固定安装有齿条；

优选地，所述炉体的内侧壁两侧均通过轴承固定安装有细螺纹杆，所述细螺纹杆的另一端贯穿所述炉体的外表面后均固定安装有齿轮，所述齿轮的外表面与所述齿条的外表面啮合，所述细螺纹杆的外表面通过连接块螺纹连接有导模，所述炉体的内侧壁固定安装有标尺，所述模具的制作材料设置有氧化锆材料；