1.一种炉体温度可调的冷壁单晶炉,其特征在于:包括晶体生长装置与恒温冷壁炉,所述晶体生长装置设置在恒温冷壁炉内;所述晶体生长装置包括pbn坩埚(1)、石英管(2)、加热器(3),所述pbn坩埚(1)固定在石英管(2)内,所述石英管(2)内设置有石英帽(4),石英管(2)放置在炉芯(5)上,炉芯内设置有玻璃棒(6);所述晶体生长装置外设置有保温装置(7),所述保温装置(7)为下部开口的中空筒状结构,所述保温装置(7)内壁镶嵌有加热器(3);所述恒温冷壁炉包括顶壁(8)、侧壁(9)与底壁(10),所述顶壁(8)、侧壁(9)与底壁(10)在关闭时通过橡胶条密闭;所述顶壁(8)、侧壁(9)与底壁(10)为中空结构,内部分别设置有冷却介质,所述冷却介质温度、流量可通过外界控制。
2.根据权利要求1所述的一种炉体温度可调的冷壁单晶炉,其特征在于:所述加热器(3)设置为六组。
3.根据权利要求1所述的一种炉体温度可调的冷壁单晶炉,其特征在于:所述恒温冷壁炉还设置有气压控制系统,所述气压控制系统包括进气阀(11)、出气阀(12)和气压控制装置。
4.根据权利要求1所述的一种炉体温度可调的冷壁单晶炉,其特征在于:所述顶壁(8)、侧壁(9)与底壁(10)中冷却介质温度、流量分别独立控制。
5.根据权利要求1所述的一种炉体温度可调的冷壁单晶炉,其特征在于:所述侧壁(9)设置为1-3个,多个侧壁(9)上下叠加,相邻侧壁(9)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种炉体温度可调的冷壁单晶炉,其特征在于:所述侧壁(9)中冷却介质温度、流量分别独立控制。
7.一种炉体温度可调的冷壁单晶炉用于砷化镓晶体生长方法,其特征在于,包括以下步骤:
s1、将籽晶固定于pbn坩埚(1)的锥部,将gaas多晶料放入pbn坩埚(1)内;
s2、将pbn坩埚(1)放入石英管(2)内,将石英帽(4)盖合于pbn坩埚(1)上端,抽真空后,用氢氧火焰密封焊接石英帽(4)和pbn坩埚(1);
s3、控制炉芯(5)温度为1220℃,加热器(3)温度为1250℃,在晶体生长过程中通过控制恒温冷壁炉温度提供稳定温度场;根据石英管需要的压力,通过控制恒温冷壁炉压力调整,使得石英管内压力于炉内压力相同;
s4、待籽晶顶端熔化接种完成后,控制晶体的生长速率为0.5-5mm/h,直至全部结晶。
8.根据权利要求7所述的一种炉体温度可调的冷壁单晶炉用于砷化镓晶体生长方法,其特征在于,所述恒温冷壁炉温度与压力控制具体为:
(1)恒温冷壁炉温度控制:
长晶冲空期,维持恒温冷壁炉各处进水温度25±0.1℃,进水水压0.1mpa,稳定恒定提供不随环境变化的稳定的晶体生长环境;
晶体等径生长及收尾期,恒温冷壁炉底壁(10)与侧壁(9)下部的流体进水压力逐步增大到0.5mpa,其它管路流体进水压力维持在0.1mpa,进水水温不变,只增加底部的走热量,维持晶体生长需要的稳定的生长界面;
晶体降温期,增大恒温冷壁炉顶壁(8)中流体进水压力至0.5mpa,维持其它各路冷却水的压力不变;
(2)恒温冷壁炉压力控制:
升温期:冷壁炉内压力随石英管内砷压的升高而增大,冷壁炉的压力设置为砷在该温度下的饱和蒸气压,当石英管内在该温度维持压力需要的砷量超过砷添加量时,依据砷添加量设定炉内压力以维持石英管内外压力平衡;
晶体生长期:炉内压力根据石英管内压力的需要维持在一个恒定的压力;
晶体降温期:炉内的压力随着石英管内砷蒸汽压力的下降而降低,维持石英管内外压力的平衡。