一種用于晶體生長的加熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于晶體生長技術領域，尤其涉及一種用于晶體生長的加熱裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步和發展，越來越多的半導體晶體，因其在光電系統中的突出作用，越來越得到人們廣泛的重視。在制備半導體晶體的過程中，需要首先合成多晶材料，然后使用制備的多晶材料進行單晶生長。
[0003]制備這些半導體多晶材料的方法有多種，例如水平布里奇曼法，液泡法等。其中水平布里奇曼法使用較多，合成速度較快，合成的多晶材料質量較高。制備這些半導體晶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，其中垂直布里奇曼法和溫度梯度法生長的晶體具有更低的位錯密度，適合生長有較高質量要求的半導體單晶。
[0004]目前常用的用于合成半導體多晶的水平布里奇曼法所用的裝置，包括三個溫區，分別是金屬熔區(高溫區)，多晶合成區(中溫區)和低溫區。在使用垂直布里奇曼法和水平布里奇曼法生長單晶的時候，也常常使用三段溫區的溫場設計，包括熔區(高溫區)，固液界面區(中溫區)和晶體區(低溫區)。例如中國專利1844487A“水平三溫區梯度凝固法生長砷化鎵單晶的方法”中對三溫區的描述，其中，高溫區溫度在砷化鎵熔點之上；中溫區減少了固液界面的溫度梯度，既減少了石英中硅的污染，又減小了結晶區的溫度梯度；低溫區用來控制砷的蒸汽壓，以保持砷化鎵熔體分解壓平衡。以及中國專利102230213A “碲溶劑溶液法生長碲鋅鎘晶體的方法”中的三溫區的晶體生長裝置。
[0005]為了滿足晶體生長所需要的高、中、低三段溫區，這些常用的多晶合成和單晶的加熱設備，通常是由三個獨立的加熱器構成，每個加熱器單獨控制。例如中國專利2885891Y “生長砷化鎵單晶的溫控爐”中的三溫區系統:每個溫區有獨立控制的加熱爐絲，獨立溫度測量和反饋裝置。但這種設計在工藝穩定后造成了諸多不便，例如熱場結構復雜，控制復雜等。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種用于晶體生長的加熱裝置，本實用新型提供的加熱裝置結構和操作簡單。
[0007]本實用新型提供一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0008]保溫殼體，殼體內部有空腔，為晶體的生長提供空間；殼體表面纏繞有電阻絲，晶體生長高溫區電阻絲的纏繞密度>晶體生長中溫區電阻絲的纏繞密度>晶體生長低溫區電阻絲的纏繞密度；
[0009]加熱控制器，用于控制加熱所述電阻絲。
[0010]優選的，所述保溫殼體表面有供電阻絲纏繞的凹槽。
[0011]優選的，所述保溫殼體為陶瓷保溫殼體、保溫棉保溫殼體或玻璃保溫殼體。
[0012]優選的，所述保溫殼體的形狀為圓柱形或棱柱形。
[0013]優選的，所述保溫殼體的壁厚為50?100mm。
[0014]優選的，所述保溫殼體的長度為500?1500mm。
[0015]優選的，所述電阻絲為鎳鉻電阻絲、鐵鉻鋁電阻絲或鎢鉬電阻絲。
[0016]本實用新型提供了一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0017]保溫殼體，殼體內部有空腔，為晶體的生長提供空間；殼體表面纏繞有電阻絲，晶體生長高溫區電阻絲的纏繞密度>晶體生長中溫區電阻絲的纏繞密度>晶體生長低溫區電阻絲的纏繞密度；加熱控制器，用于控制加熱所述電阻絲。在本實用新型中，電阻絲為發熱元件，本實用新型將電阻絲按照不同的纏繞密度纏繞在保溫殼體表面，形成三個不同的熱場，實現多晶合成和多晶生長。與現有技術相比，本實用新型提供的加熱裝置結構簡單，操作方便，并且成本較低。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術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用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本實用新型提供的用于晶體生長的加熱裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]本實用新型提供了一種用于晶體生長的加熱裝置，包括:
[0022]保溫殼體，殼體內部有空腔，為晶體的生長提供空間；殼體表面纏繞有電阻絲，晶體生長高溫區電阻絲的纏繞密度>晶體生長中溫區電阻絲的纏繞密度>晶體生長低溫區電阻絲的纏繞密度；
[0023]加熱控制器，用于控制加熱所述電阻絲。
[0024]本實用新型提供的加熱裝置結構簡單，操作簡單，成本較低。
[0025]參見圖1，圖1為本實用新型提供的用于晶體生長的加熱裝置的示意圖。圖1中，I為保溫殼體，2為電阻絲，電阻絲按照不同的稠密程度纏繞在所述保溫殼體的表面的凹槽中(凹槽圖中未標出)，使用加熱控制器(圖中未給出)給所述電阻絲通電加熱時，在保溫殼體內部的空腔內形成晶體生長高溫區、晶體生長中溫區和晶體生長低溫區。
[0026]本實用新型提供的加熱裝置包括保溫殼體1，所述保溫殼體起支撐電阻絲和保溫的作用。所述保溫殼體優選為圓柱形或棱柱形，更優選為圓柱形、三棱柱形或四棱柱形，具體的，可采用常見的套管；內部有圓柱形的空腔，以便裝入供晶體生長的坩禍，所述保溫殼體表面有供電阻絲纏繞的凹槽(圖中未標出)，所述凹槽的尺寸以及疏密程度應當與電阻絲的尺寸和疏密程度相匹配；所述保溫殼體優選為陶瓷保溫殼體、保溫棉保溫殼體或玻璃保溫殼體，具體的，如本實用新型中采用的材質為莫來石磚的陶瓷保溫殼體。所述保溫殼體的長度優選為500?1500mm，所述保溫殼體的壁厚優選為50?100mm，更優選為60?80mm。本實用新型對所述保溫殼體的直徑沒有特殊的限制，與晶體生長所使用的坩禍尺寸相匹配即可。
[0027]本實用新型提供的加熱裝置包括電阻絲2，所述電阻絲按照一定的疏密程度纏繞在所述保溫殼體表面，更優選纏繞在所述保溫殼體表面的凹槽中，電阻絲纏繞在保溫殼體的凹槽內，還可以避免電阻絲變形或者相互碰撞，有利于提高電阻絲加熱效果，延長電阻絲使用壽命。在本實用新型中，所述電阻絲優選為鎳鉻電阻絲、鐵鉻鋁電阻絲或鎢鉬電阻絲，具體的，在本實用新型的實施例中，可采用牌號為HRE的冷拉合金絲、0Cr25A15冷拉合金絲或0Cr21A16Nb冷拉合金絲。
[0028]在本實用新型中，根據所述電阻絲纏繞的稠密程度不同，可劃分為三個溫區，電阻絲纏繞較為稠密的區域溫度較高，為晶體生長高溫區，電阻絲纏繞適中的區域溫度較為適中，為晶體生長中溫區，電阻絲纏繞疏松的區域溫度較低，為晶體生長低溫區，即所述高溫區電阻絲的纏繞密度>中溫區電阻絲的纏繞密度>低溫區電阻絲的纏繞密度。給所述電阻絲通電發熱時，保溫殼體內部會形成三段溫區，由于不同的晶體生長時所需的溫度可能不同，因此，本實用新型對所述晶體生長高溫區、晶體生長中溫區和晶體生長低溫區電阻絲纏繞密度的具體數值沒有特殊的限制，可根據實際需求進行相應的調整。例如，在本實用新型的實施例中，合成砷化鎵多晶時，可采用如下設置:高溫區長度為500mm，電阻絲纏繞間隔密度是5mm/匝；中溫區長度是300mm，電阻絲纏繞間隔密度是6mm/匝；低溫區長度是200mm，電阻絲纏繞間隔密度是1mm/匝；生長鍺單晶時，可采用如下設置:高溫區長度為350mm，電阻絲纏繞間隔密度是5mm/匝；中溫區長度是200mm，電阻絲纏繞間隔密度是5.3mm/匝；低溫區長度是50mm，電阻絲纏繞間隔密度是6mm/匝；生長磷化銦單晶時，可采用如下設