一種用于晶體生長的坩堝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于晶體生長技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于晶體生長的坩禍。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，越來越多的半導(dǎo)體晶體，因其在光電系統(tǒng)中的突出作用，越來越得到人們廣泛的重視。
[0003]制備這些半導(dǎo)體單晶材料的方法有多種，主要包括提拉法，下降法，溫度梯度法，水平布里奇曼法等。其中提拉法因其生長過程可見，可以實(shí)時觀測晶體生長情況和晶體質(zhì)量，容易生長較大直徑的晶體等優(yōu)勢，在半導(dǎo)體單晶生長技術(shù)中占有很高的比例。
[0004]在采用提拉法中，半導(dǎo)體晶體在坩禍中進(jìn)行生長，坩禍內(nèi)部的環(huán)境將直接影響晶體的質(zhì)量。
[0005]目前很多文獻(xiàn)都涉及半導(dǎo)體單晶材料的生長裝置，公開號為1784514A的中國專利“磷化銦基板、磷化銦單晶及其制造方法”中所述的坩禍為PBN坩禍，但未設(shè)計坩禍的具體形制；公開號為102220628A中國專利“生長半導(dǎo)體晶體的裝置”中有pBN坩禍的設(shè)計形制，包括籽晶槽、錐型坩禍底和坩禍壁三部分，而且對結(jié)晶區(qū)的錐度做了標(biāo)定，但此坩禍內(nèi)部結(jié)晶區(qū)溫度不均勻，導(dǎo)致晶體邊緣溫度低于中心溫度。較大的傳熱導(dǎo)致晶體邊緣形成較大的過冷度，導(dǎo)致晶體生長邊緣上翹，形成倒溝。嚴(yán)重時，會導(dǎo)致固液界面的形狀由凸變平，甚至變凹，“邊界效應(yīng)”增強(qiáng)，增加了孿晶和多晶的產(chǎn)生幾率，大大影響了晶體產(chǎn)品質(zhì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于晶體生長的坩禍，本實(shí)用新型提供的坩禍能夠改善結(jié)晶區(qū)的熱流情況，起到穩(wěn)定晶體生長界面的作用。
[0007]本實(shí)用新型提供一種用于晶體生長的坩禍，包括:坩禍壁和坩禍底，所述坩禍底設(shè)置有籽晶槽，其特征在于，所述坩禍壁包括坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁，所述坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁具有傾角；
[0008]所述坩禍內(nèi)壁的傾角大于所述坩禍外壁的傾角。
[0009]優(yōu)選的，所述坩禍內(nèi)壁的傾角為3°?6° ;
[0010]所述坩禍外壁的傾角為1°?2°。
[0011]優(yōu)選的，所述坩禍內(nèi)壁的傾角為3°?4° ;
[0012]所述坩禍外壁的傾角為1°。
[0013]優(yōu)選的，所述坩禍底為倒圓錐形。
[0014]優(yōu)選的，所述坩禍底的放肩角為120°?150°。
[0015]優(yōu)選的，所述籽晶槽的內(nèi)徑為4?6mm。
[0016]優(yōu)選的，所述籽晶槽的內(nèi)徑為5mm。
[0017]優(yōu)選的，所述坩禍為氮化硼陶瓷坩禍或石英坩禍。
[0018]本實(shí)用新型研究發(fā)現(xiàn)，晶體生長過程中，由于坩禍壁上沿位于加熱器的外圍，溫度相對較低。沿著坩禍壁向上傳遞的熱量明顯大于垂直于坩禍壁方向的傳熱量，這就使得坩禍壁附近的熔體熱量沿著坩禍壁被迅速導(dǎo)走，最終導(dǎo)致晶體邊緣溫度低于中心溫度，從而坩禍內(nèi)部的溫度不均勻，影響晶體的生長質(zhì)量。
[0019]本實(shí)用新型提供了一種用于晶體生長的坩禍，包括:坩禍壁和坩禍底，所述坩禍底設(shè)置有籽晶槽，其特征在于，所述坩禍壁包括坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁，所述坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁具有傾角；所述坩禍內(nèi)壁的傾角大于所述坩禍外壁的傾角。本實(shí)用新型提供的坩禍側(cè)壁上沿薄，下端厚，使得坩禍上沿散熱面積減少，降低其向上的傳熱量，有利于改善坩禍內(nèi)的熱流情況和液流狀況，起到穩(wěn)定晶體生長界面的作用，提高晶體的產(chǎn)品質(zhì)量。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實(shí)用新型中用于晶體生長的坩禍的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0023]本實(shí)用新型提供了一種用于晶體生長的坩禍，包括:坩禍壁和坩禍底，所述坩禍底設(shè)置有籽晶槽，其特征在于，所述坩禍壁包括坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁，所述坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁具有傾角；所述坩禍內(nèi)壁的傾角大于所述坩禍外壁的傾角。
[0024]本實(shí)用新型提供的坩禍能夠有效減少坩禍上沿的傳熱量，起到穩(wěn)定晶體生長界面的作用。
[0025]參見圖1，圖1為本實(shí)用新型中用于晶體生長的坩禍的剖面圖，在圖1中，I為坩禍壁，2為坩禍底，3為籽晶槽。
[0026]本實(shí)用新型提供的坩禍包括坩禍壁1，所述坩禍壁包括坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁，所述坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁都有一定的傾角，所述坩禍內(nèi)壁傾角為坩禍內(nèi)壁與垂直方向的夾角；所述坩禍外壁傾角為坩禍外壁與垂直方向的夾角。在本實(shí)用新型中，所述坩禍內(nèi)壁和坩禍外壁優(yōu)選是平整的。沒有凹凸起伏的，以達(dá)到外壁傾角方便進(jìn)行夾持和放置等操作、內(nèi)壁傾角方便尾料脫模的目的。本實(shí)用新型中的坩禍內(nèi)壁傾角大于坩禍外壁傾角，使得所述坩禍壁的上沿比下端薄，使得坩禍上沿的散熱面積減少，降低其向上的傳熱量。在本實(shí)用新型中，所述坩禍內(nèi)壁的傾角優(yōu)選為3°?6°，更優(yōu)選為3°?4° ;所述坩禍外壁的傾角優(yōu)選為1°?2°，更優(yōu)選為1°。合適的傾角角度能夠改善坩禍內(nèi)熔體的液流狀況，有利于提高晶體質(zhì)量。
[0027]本實(shí)用新型提供的坩禍包括坩禍底2，所述坩禍底優(yōu)選為倒圓錐形狀，所述倒圓錐的圓形底面與所述坩禍壁的下端緊密結(jié)合在一起，形成一體，所述倒圓錐的頂部有開口。在本實(shí)用新型中，所述坩禍底的放肩角(即所述倒圓錐的頂角)，優(yōu)選為120°?150°，更優(yōu)選為130°?140°，太小的放肩角會導(dǎo)致晶體原料的浪費(fèi)，過大的放肩角容易產(chǎn)生多晶。
[0028]本實(shí)用新型提供的坩禍包括籽晶槽3，所述籽晶槽的底部密封，上端與所述坩禍底的底部(倒圓錐的錐頂)緊密連接在一起，形成一體。所述籽晶槽優(yōu)選為圓柱形狀，有內(nèi)腔，所述內(nèi)腔與所述坩禍底的開口相通。在本實(shí)用新型中，所述籽晶槽的內(nèi)徑優(yōu)選為4?6mm，更優(yōu)選為5_ ;本實(shí)用新型發(fā)現(xiàn)，直徑為5_的籽晶最有利于避免多晶的生長，生長的晶體質(zhì)量較好。本實(shí)用新型對所述籽晶槽的外徑尺寸沒有特殊的限制，能夠與所述坩禍底相匹配即可。
[0029]在本實(shí)用新型中，所述坩禍