專利名稱：一種熱脫堝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是采用VB技術(shù)(垂直Bridgman技術(shù))或 VGF(垂直梯度凝固)技術(shù)生長具有揮發(fā)性組元的單晶時(shí)，并使用包覆劑的情況下，將坩堝 與晶體分離的方法。
背景技術(shù)：
在使用昂貴的氮化硼坩堝生長晶體時(shí)，為保證坩堝的重復(fù)利用，延長坩堝使用壽 命，需采用特殊的脫堝方法，來保護(hù)晶體和坩堝在分離過程中不受損傷。在專利CN 100387759C中，通過熱脫堝和超聲甲醇冷脫堝相結(jié)合的手段進(jìn)行晶體 和氮化硼坩堝的分離，在此專利中雖然采取了加熱的方法讓B2O3包覆劑在重力作用下熔化 流出，但由于未采用相應(yīng)的保護(hù)支撐器件，當(dāng)坩堝與晶體之間的B2O3粘結(jié)力小于晶體的重 力時(shí)，晶體可能連帶B2O3從氮化硼坩堝上剝落，從而對(duì)坩堝和晶體均造成損傷；另外，晶體 在與坩堝分離的過程中，在沒有支撐保護(hù)的情況下，籽晶很容易被折斷，留在籽晶腔內(nèi)，延 長了脫堝時(shí)間。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種熱脫堝器，使用本專利的熱脫堝器晶體不會(huì)在包覆 劑融化后期從氮化硼坩堝剝落，從而有效的保證氮化硼坩堝的完整性；籽晶從坩堝底部順 利脫出，不會(huì)折斷而留在坩堝內(nèi)。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案這種熱脫堝器，它包括位于中心的石墨底托，呈圓柱形，柱橫截面積為晶體橫截 面的1/2 2/3，圓柱下部有螺紋，可依據(jù)晶體的位置上下轉(zhuǎn)動(dòng)；在石墨柱外圍，有多根細(xì)長 的石墨棒，長度等于坩堝等徑部分的長，以石墨圓柱中心為圓心對(duì)稱排列，多根細(xì)長的石墨 棒所在的圓的直徑大于坩堝直徑，以起到固定和保護(hù)坩堝的作用；脫堝器內(nèi)壁有一層耐高 溫的高純石英布，用以盛放從堝內(nèi)流出的包覆劑，待包覆劑冷卻后一并從脫舟器內(nèi)取出；在 脫舟器周圍設(shè)計(jì)夾持孔以方便取放。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是使用本熱脫堝器，可保護(hù)坩堝和晶體在熱脫堝的過程中不 受損傷，并將包覆劑方便的取出。

圖1待脫堝的晶體圖圖2脫堝器結(jié)構(gòu)示意圖圖3脫堝器俯視圖圖1中，6為氮化硼坩堝，7為單晶，8為包覆層，1為一石墨底托，2為石墨棒，3為 石英布，4為夾持孔，5為石墨底盤。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，中心為一石墨底托1呈柱形，石墨托1橫截面積為晶體橫截面的1/2 2/3，圓柱下部有4cm-6cm長的螺紋，用以調(diào)整石墨柱的高度，使石墨柱與晶體上部分 的包覆劑相接觸；石墨底托1外圍有6根細(xì)長的石墨棒2，其長度等于坩堝等徑部分的長， 以石墨底托中心為圓心對(duì)稱排列，6根細(xì)長的石墨柱內(nèi)側(cè)所形成圓的直徑應(yīng)略大于坩堝直 徑，使坩堝和晶體較容易放入與取出；在脫堝器內(nèi)壁有一層耐高溫的高純石英布3，熔化后 的包覆劑均流到石英布上，冷卻后一并取出，避免污染爐膛。通過加熱，首先使籽晶腔內(nèi)的包覆劑完全熔化，接著熱場往下移動(dòng)，使包覆劑逐漸 由上至下發(fā)生熔化，由于下面有石墨圓柱作支撐，故晶體不會(huì)在包覆劑融化后期從氮化硼 坩堝剝落，從而有效的保證氮化硼坩堝的完整性；隨著溫度的升高，溫場的繼續(xù)下移，晶體 與石墨圓柱之間的包覆劑逐漸熔化，晶體逐漸落到石墨圓柱上，從而保證了晶體連帶籽晶 完好的從氮化硼坩堝分離，保證了晶體與坩堝完整性。熔化后的包覆劑流到石英布上，待冷 卻后，將坩堝、晶體逐次取出，最后將包覆劑和石英布一并從脫堝器內(nèi)移除。操作方法以常見的B2O3作為包覆劑為例，其操作步驟如下(1)晶體隨爐冷卻后，將晶體 和坩堝從生長爐中取出；(2)將坩堝和晶體倒置，放入脫堝器中，一并放入爐內(nèi)，抽真空至 0. Ipa左右，開始加熱；(3)首先從熔化籽晶腔內(nèi)的B2O3開始，繼續(xù)升高溫度，并控制熱場從 籽晶位置逐漸下移，直至與石墨圓柱相接觸處的B2O3完全熔化，恒溫2小時(shí)，待B2O3完全流 出；(4)在重力作用下，由于晶體頂部的B2O3完全熔化流出，在重力作用下，晶體將下移一段 距離與石墨底托接觸，完成晶體和氮化硼坩堝分離的過程，降溫至室溫，將坩堝、晶體、包覆 劑依次取出。
權(quán)利要求一種熱脫堝器，其特征在于，它包括位于中心的石墨底托，呈圓柱形，柱橫截面積為晶體橫截面的1/2～2/3，圓柱下部有螺紋，在石墨柱外圍，有多根細(xì)長的石墨棒，長度等于坩堝等徑部分的長，以石墨圓柱中心為圓心對(duì)稱排列，多根細(xì)長的石墨棒所在的圓的直徑大于坩堝直徑，在脫堝器內(nèi)壁有一層耐高溫的高純石英布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱脫堝器，其特征在于，所述的圓柱下部有4cm--6cm長 的螺紋。
專利摘要一種熱脫堝器，它包括位于中心的石墨底托，呈圓柱形，柱橫截面積為晶體橫截面的1/2～2/3，圓柱下部有螺紋，在石墨柱外圍，有多根細(xì)長的石墨棒，長度等于坩堝等徑部分的長，以石墨圓柱中心為圓心對(duì)稱排列，多根細(xì)長的石墨棒所在的圓的直徑大于坩堝直徑，在脫堝器內(nèi)壁有一層耐高溫的高純石英布。本熱脫堝器的優(yōu)點(diǎn)是，可保護(hù)坩堝和晶體在熱脫堝的過程中不受損傷，并將包覆劑方便的取出，且操作方便。
文檔編號(hào)C30B11/00GK201567386SQ20092035232
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者丁國強(qiáng), 屠海令, 張峰燚, 楊海, 蘇小平, 黎建明 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院;北京國晶輝紅外光學(xué)科技有限公司