一种生长氮化铝单晶用坩埚的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及晶体生产领域，尤其涉及一种适用于晶体生长的钽坩祸，该坩祸特别适合用于物理气相传输法生长单晶材料，尤其是氮化铝单晶。
【背景技术】
[0002]氮化铝单晶材料是一种研制新型大功率微波器件和短波长光电器件的极为理想的衬底材料，但目前还很难得到氮化铝体单晶材料。氮化铝理论计算熔点为2800°C，离解压力为20MPa，因此难以像硅和砷化镓一样采用熔体直拉法或温度梯度凝固法技术来生长单晶。目前比较有希望的方法之一为PVT (Physical Vapor Transport，物理气相传输)法。然而，由于晶体高的生长温度以及高温下铝蒸汽的高反应活性，导致坩祸材料的选择成为氮化铝晶体生长的一个难题。
[0003]用于氮化铝晶体生长的坩祸材料，最基本的条件是具有高的熔点，只有熔点接近甚至高于3000°C的材料才是适当的选择。根据实验研究，碳化钽坩祸是生长氮化铝晶体的理想选择。而我们的研究表明，一般的碳化钽坩祸在晶体生长实验过程中，由于温度分布的影响，晶体的形核生长易发生坩祸盖与坩祸筒的连接处，影响晶体的生长和实验后样品的取出。因此有必要对坩祸结构进行改进，改变坩祸内气流的分布进而改善单晶形核和生长。
【实用新型内容】
[0004]针对【背景技术】中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种生长氮化铝单晶用坩祸，该坩祸更有利于在高温下，氮化铝单晶的形核和晶体的生长。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]—种生长氮化铝单晶用坩祸，所述坩祸包括坩祸盖、坩祸筒和导流环;其中，所述坩祸盖下表面设置有下凸台；所述导流环为上大下小的梯形圆环;所述下凸台下表面的边缘与所述导流环的上沿间隙配合;所述坩祸筒内表面设置有托起导流环的凸起，导流环的下沿与所述凸起间隙配合；所述下凸台和导流环的侧面均与所述坩祸筒的内表面间隙配合;所述坩祸盖、导流环和坩祸筒由上到下依次连接构成所述坩祸。
[0007]进一步，所述坩祸盖、坩祸筒和导流环均经过碳化处理;所述坩祸盖、坩祸筒和导流环的内外表面均附着有碳化层。
[0008]进一步，所述碳化层的深度大于150μηι。
[0009]进一步，所述间隙配合的间隙为0.lmm-0.15mm。
[0010]本实用新型具有以下积极的技术效果:
[0011]本申请提坩祸有效地改变了坩祸内气流的分布，该坩祸更有利于在高温下，氮化铝单晶的形核和晶体的生长。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的坩祸的剖面示意图；
[0013]图2是本实用新型的坩祸盖的剖面示意图；
[0014]图3是本实用新型的坩祸盖的俯视图；
[0015]图4是本实用新型的导流环的剖面示意图；
[0016]图5是本实用新型的导流环的俯视图；
[0017]图6是本实用新型的坩祸筒的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中标示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
[0019]为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上” O因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0020]如图1-6所示，本申请提供了一种生长氮化铝单晶用坩祸，该坩祸包括坩祸盖1、坩祸筒3和导流环2;其中，坩祸盖I下表面设置有下凸台4;导流环2为上大下小的梯形圆环；下凸台4下表面的边缘与导流环2的上沿间隙配合;坩祸筒3内表面设置有托起导流环的凸起5，导流环2的下沿与凸起5间隙配合；下凸台4和导流环2的侧面均与坩祸筒3的内表面间隙配合;坩祸盖1、导流环2和坩祸筒3由上到下依次连接构成本申请的坩祸。
[0021]优选地，坩祸盖1、坩祸筒3和导流环2均经过碳化处理;坩祸盖1、坩祸筒3和导流环2的内外表面均附着有碳化层;且碳化层的深度大于150μπι。
[0022]优选地，下凸台4下表面的边缘与导流环2的上沿之间的间隙、导流环2的下沿与凸起5之间的间隙、下凸台4和导流环2的侧面均与坩祸筒3的内表面之间的间隙均为0.1mm-0.15mm0
[0023]上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种生长氮化铝单晶用坩祸，其特征在于，所述坩祸包括坩祸盖、坩祸筒和导流环；其中，所述坩祸盖下表面设置有下凸台；所述导流环为上大下小的梯形圆环;所述下凸台下表面的边缘与所述导流环的上沿间隙配合;所述坩祸筒内表面设置有托起导流环的凸起，导流环的下沿与所述凸起间隙配合;所述下凸台和导流环的侧面均与所述坩祸筒的内表面间隙配合;所述坩祸盖、导流环和坩祸筒由上到下依次连接构成所述坩祸。2.根据权利要求1所述的生长氮化铝单晶用坩祸，其特征在于，所述坩祸盖、坩祸筒和导流环均经过碳化处理;所述坩祸盖、坩祸筒和导流环的内外表面均附着有碳化层。3.根据权利要求2所述的生长氮化铝单晶用坩祸，其特征在于，所述碳化层的深度大于.150ymo4.根据权利要求1所述的生长氮化铝单晶用坩祸，其特征在于，所述间隙配合的间隙为.0.lmm-0.15mm0
【专利摘要】本实用新型公开了一种生长氮化铝单晶用坩埚，该坩埚包括坩埚盖、坩埚筒和导流环；其中，坩埚盖下表面设置有下凸台；导流环为上大下小的梯形圆环；下凸台下表面的边缘与导流环的上沿间隙配合；坩埚筒内表面设置有托起导流环的凸起，导流环的下沿与凸起间隙配合；下凸台和导流环的侧面均与坩埚筒的内表面间隙配合；坩埚盖、导流环和坩埚筒由上到下依次连接构成坩埚。本申请提供一种新型的坩埚结构，该坩埚更有利于在高温下，氮化铝单晶的形核和晶体的生长。
【IPC分类】C30B23/00, C30B29/38
【公开号】CN205223407
【申请号】CN201520941670
【发明人】刘京明, 杨俊 , 刘彤, 董志远, 赵有文
【申请人】北京华进创威电子有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月24日