專利名稱：制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，屬于半導(dǎo)體單晶制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉛的硫族化合物半導(dǎo)體，包括PbS、PbTe和PbSe化合物，其單晶的生長和制備方法，包括有氣相運(yùn)載生長、升華生長、流相布里奇曼法等。一般而言，單晶材料的氣相法生長制備的單晶尺寸往往較小，生產(chǎn)周期長，若要達(dá)到φ20mm以上直徑的半導(dǎo)體單晶似乎不可能，因此在設(shè)計(jì)制造高集成度探測器或敏感功能器件就存在一定困難了。為此，必須考慮一種新型的半導(dǎo)體化合物單晶的生長和制備裝置，以滿足制備較大尺寸單晶材料的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種以蒸發(fā)法進(jìn)行氣相生長和制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置。本實(shí)用新型的另一目的是通過該裝置制備出具有較大尺寸的單晶硫化鉛、硫化鉛和硒化鉛。
本實(shí)用新型是一種制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，主要包括有外石英管、內(nèi)石英管、立式加熱爐、滑輪和馬達(dá)，其特征是外石英管與底部敞開的內(nèi)石英管在外石英管管壁處焊有接合縫，以固定內(nèi)石英管；外石英管底部為盛放有金屬鉛和硫族元素化學(xué)物質(zhì)的熔化反應(yīng)區(qū)，其上部設(shè)有一收縮狹細(xì)的、便于抽真空的管頸口；底部敞開的內(nèi)石英管的上部也設(shè)有一收縮的狹細(xì)的管頸口，該管頸口上放置一便于能定向生長單晶的籽晶體；內(nèi)石英管的上部為一單晶生長形成區(qū)；整個(gè)石英管總體放置于一四周設(shè)有加熱元件的立式加熱爐內(nèi)，立式加熱爐上下部各設(shè)為低溫區(qū)和高溫區(qū)；外石英管上部的收縮狹細(xì)管頸部連接有可使石英管總體提升并取出爐外的滑輪及傳動(dòng)馬達(dá)。立式加熱爐的上部低溫區(qū)和下部高溫區(qū)之間的溫度差為5℃～50℃或大于50℃。
本實(shí)用新型制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，能制備出直徑大于20毫米的半導(dǎo)體單晶，且生產(chǎn)周期短。


圖1為本實(shí)用新型制備半導(dǎo)體單晶裝置中的內(nèi)外石英管總體的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本實(shí)用新型制備半導(dǎo)體單晶裝置的裝配示意圖。
圖3為本實(shí)用新型裝置中立式加熱爐的高度與溫度分布的曲線圖。其中縱坐標(biāo)(D)表示高度距離，橫坐標(biāo)(T)表示溫度。
具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)敘述于后。
實(shí)施例1參閱圖1和圖2。本實(shí)施例中的一種制備鉛的硫族化合物，包括PbS、PbSe、PbTe化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，主要包括有外石英管2、內(nèi)石英管4、立式加熱爐10、滑輪11和馬達(dá)12；外石英管2與底部敞開的內(nèi)石英管4在離外石英管2底部適當(dāng)位置的管壁處焊有接合縫5，以固定內(nèi)石英管4；外石英管2底部為盛放有金屬鉛和硫族元素化學(xué)物質(zhì)的熔化反應(yīng)區(qū)7，其上部設(shè)有一收縮狹細(xì)的、便于抽真空的管頸口3；底部敞開的內(nèi)石英管4的上部也設(shè)有一收縮的狹細(xì)的管頸口1，該管頸口1上可放置一便于能定向生長單晶的籽晶體；狹細(xì)的管頸口1也起到頂住籽晶體的固定作用；內(nèi)石英管4的上部為一單晶生長形成區(qū)6；整個(gè)石英管總體放置于一四周設(shè)有加熱元件的立式加熱爐10內(nèi)，立式加熱爐上下部各設(shè)為低溫區(qū)8和高溫區(qū)9(即圖3中13與14間的溫差)或略大于50℃；外石英管2上部的收縮狹細(xì)管頸部連接有可使石英管總體提升并取出爐外的滑輪11及傳動(dòng)馬達(dá)12。
立式加熱爐10的上部低溫區(qū)8和下部高溫區(qū)9之間的溫度差為5℃～50℃。
利用本實(shí)施例中的半導(dǎo)體單晶生長和制備裝置，采用高純度的金屬鉛和硫族化學(xué)元素，通過該裝置加熱反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)氣相沉積，可制得PbS、PbSe或PbTe化合物半導(dǎo)體單晶，其單晶尺寸較大，一般直徑為10～25mm，最大可達(dá)30mm。
圖3為沿立式加熱爐高度的溫度分布曲線圖，在低溫區(qū)8的a點(diǎn)與高溫區(qū)9的b點(diǎn)間的溫度差控制為5℃～50℃或略大于50℃。
權(quán)利要求1.一種制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，主要包括有外石英管(2)、內(nèi)石英管(4)、立式加熱爐(10)、滑輪(11)和馬達(dá)(12)，其特征是外石英管(2)與底部敞開的內(nèi)石英管(4)在外石英管(2)管壁處焊有接合縫(5)，以固定內(nèi)石英管(4)；外石英管(2)底部為盛放有金屬鉛和硫族元素化學(xué)物質(zhì)的熔化反應(yīng)區(qū)(7)，其上部設(shè)有一收縮狹細(xì)的、便于抽真空的管頸口(3)；底部敞開的內(nèi)石英管(4)的上部也設(shè)有一收縮的狹細(xì)的管頸口(1)，該管頸口(1)上放置一便于能定向生長單晶的籽晶體；內(nèi)石英管(4)的上部為一單晶生長形成區(qū)(6)；整個(gè)石英管總體放置于一四周設(shè)有加熱元件的立式加熱爐(10)內(nèi)，立式加熱爐上下部各設(shè)為低溫區(qū)(8)和高溫區(qū)(9)；外石英管(2)上部的收縮狹細(xì)管頸部連接有可使石英管總體提升并取出爐外的滑輪(11)及傳動(dòng)馬達(dá)(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，其特征是所述的立式加熱爐(10)的上部低溫區(qū)(8)和下部高溫區(qū)(9)之間的溫度差為5℃～50℃。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種制備鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶的裝置，屬半導(dǎo)體單晶制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型裝置主要包括有外石英管2、內(nèi)石英管4、立式加熱爐10、滑輪11和馬達(dá)12。外石英管2與底部敞開的內(nèi)石英管4間焊有接合縫5，以固定內(nèi)石英管4；外石英管2與底部為盛放原料的熔化反應(yīng)區(qū)(7)；內(nèi)石英管4的上部設(shè)有一收縮的狹細(xì)的管頸口1，該管頸口1上可放置一便能定向生長單晶的籽晶體；內(nèi)石英管4的上部為一單晶生長形成區(qū)6；整個(gè)石英管總體放置于一四周設(shè)有加熱元件的立式加熱爐10內(nèi)，立式加熱爐上下部各設(shè)為低溫區(qū)8和高溫區(qū)9；外石英管2上部的收縮狹細(xì)管頸部連接有可使石英管總體提升移動(dòng)的滑輪11及傳動(dòng)馬達(dá)12。本裝置可制備獲得較大的鉛的硫族化合物半導(dǎo)體單晶。
文檔編號C30B23/00GK2871563SQ200520043839
公開日2007年2月21日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者張建成, 吳汶海 申請人:上海大學(xué)