生态蓝宝石

温度梯度法Temperature gradient technique (TGT)  “导向温梯法”是以定向籽晶诱导的熔体单结晶方法。包括放置在简单钟罩式真空电阻炉内的坩埚、发热体和屏蔽装置,本装置采用镅坩埚、石墨发热体。坩埚底部中心有一籽晶槽,避免耔晶在化料时被熔化掉。

为了增加坩埚稳定性,籽晶槽固定在定位棒的圆形凹槽内。温场由石墨发热体和冷却装置共同提供。发热体为被上下槽割成矩形波状的板条通电回路的圆筒,整个圆筒安装在与水冷电极相连的石墨电极板上。

板条上半部按一定规律打孔,以调节发热电阻使其通电后白上而下造成近乎线性温差。而发热体下半部温差通过石墨发热体与水冷电极板的传导来创造。籽晶附近的温场还要依靠与水冷坩埚杆的热传导共同提供。  

本方法与提拉法相比,有以下特点:  

(1)晶体生长时温度梯度与重力方向相反,并且坩埚、晶体和发热体都不移动,这就避免了热对流和机械运动产生的熔体涡流。  

(2)晶体生长以后,由熔体包围,仍处于热区。这样就可以控制它的冷却速度,减少热应力。而热应力是产生晶体裂纹和位错的主要因素。 

 (3)晶体生长时,固—液界面处于熔体包围之中。这样熔体表面的温度扰动和机械扰动在到达固—液界面以前可被熔体减小以致消除。这对生长高质量的晶体起很重要的作用。 

提拉法Czochralski(CZ)  该方法的创始人是Czochralski,他的论文发表于1918年。这是熔体生长最常用的方法之一。很多重要的实用晶体是用这种方法制备的,近年来这种方法又取得了几项重大的改进,能够顺利地生长某些易挥发的化合物(如GaP和含Pb的化合物)和特殊形状的晶体(如八边形、长4.5m的硅管、漏斗形等各种复杂形状的蓝宝石晶体、带状硅和氧化物晶体)。

提拉法的设备将预先合成好的多晶原料装在坩埚中,并被加热到原料的熔点以上,此时,坩埚内的原料就熔化为熔体,在坩埚的上方有一根可以旋转和升降的提拉杆,杆的下端带有一个夹头,其上装有籽晶。降低提拉杆,使籽晶插入熔体中,只要温度合适,籽晶既不熔掉也不长大,然后慢慢地向上提拉和转动晶杆。同时,缓慢地降低加热功率,籽晶就逐渐长粗,小心地调节加热功率,就能得到所需直径的晶体。整个生长装置安放在一个可以封闭的外罩里,以便使生长环境中有所需要的气氛和压强。通过外罩的窗口,可以观察到生长的情况。用这种方法已经成功地长出了半导体、氧化物和其他绝缘类型的大晶体。

 这种方法的主要优点如下:  

(1) 在生长的过程中可以方便地观察晶体的生长情况。 

(2) 晶体在熔体表面处生长,而不与坩埚相接触,这样能显著地减小晶体的应以,并放置埚壁的寄生成核。  

(3) 可以方便地使用定向籽晶和“缩颈”工艺。缩颈后面的籽晶,其位错可大大减少,这样可以使放大后生长出来的晶体,其位错密度降低。  

总之,提拉法生长的晶体,其完整性很高,而生长率和晶体尺寸也是令人满意的。例如,提拉法生长的蓝宝石与焰熔法生长的蓝宝石相比,具有较低的位错密度,较高的光学均匀性,也不存在锒嵌结构。


最近浏览:

邮箱 E-mail:674619626@qq.com

地址:山东省烟台市龙口市东江街道南山佛光养生谷西区   电话:0535-8953367   网址:www.chinasyf.com

鲁ICP备17055373号   Powered by 祥云平台   技术支持: 烟台易点通网络有限公司
Copyright © http://www.chinasyf.com/ 山东圣元锋文化旅游开发有限公司 专业从事于 文化旅游开发,文化旅游规划,文化旅游项目 , 欢迎来电咨询!

0535-8953367   

扫一扫

文化旅游项目

关注公众号