专利名称：用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚的制作方法
技术领域：
本发明涉及晶体生长的气相传输平衡的方法(Vapor TransportEquilibration，简称VTE技术)，特别是一种用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚。
背景技术：
锂气氛VTE技术是利用气相传输平衡，在高温下，形成富锂气氛，通过锂离子的扩散，使因非化学计量比挥发所导致的晶片表层及内部缺陷得以修复，或在衬底表面发生化学反应生成新相的技术。目前，VTE技术主要是用于改善LiNbO3、LiTaO3、LiAlO2、LiGaO2等晶体质量及其相关研究(Mater.Sci.Eng.B33(1995)91；Optical Materials 23(2003)295；Appl.Phys.Lett.82(2003)2248)。此外该技术也已被用于进行LiAlO2等薄膜的制备。
目前在锂气氛VTE实验和生产过程中通常是使用铂金坩埚进行工作，所以在实验过程中出现了以下几个问题(1)由于铂金的价值较高且在实验过程中的需求量也较大，造成实验和生产的成本太高；(2)实验中发现锂在高温氧气氛下会与铂发生反应。如经过几次VTE实验后，坩埚底部就会被腐蚀出小洞，另外，实验中用铂金丝编成的放置样品的网，经过几次实验后也会变成黑色粉末，这些都造成铂的严重损耗，大大提高了实验和生产的成本；(3)当铂金用量少时，用铂金做成的容器，气密性较差，实验中难以维持较好的平衡气氛。
由于这些原因提高了锂气氛VTE技术的成本并制约着锂气氛VTE技术的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述VTE技术中铂金坩埚的诸多问题，提出一种用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，它应具有加工简便、制造成本低、坩埚气密性好、对处理样品不污染的特点。
本发明的基本思想是利用Al2O3陶瓷坩埚代替铂金坩埚进行VTE处理。
本发明的技术解决方案如下一种用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，该坩埚是Al2O3陶瓷坩埚，由坩埚、架角、中间隔板和坩埚盖构成，在该坩埚内安置该架角，在该架角上放置该中间隔板，该中间隔板上开设有若干通气孔和供样品放置的细槽，坩埚盖的边沿设有与坩埚的周边相配合的环行凹槽。
所述的坩埚可为圆筒形或方盒形，所述的坩埚盖与坩埚相配合。
所述的架角既可与坩埚内壁一体构成，也可以是一单独的部件。
本发明的技术效果在该架角上放置该中间隔板后，坩埚底部留出一定空间便于放入一定量的Li2CO3或Li2O或含Li2O的混合原料。在中间隔板上开细槽，用于安放待处理的晶片或衬底片。在VTE过程中使待处理样品垂直于中间隔板放置，样品的两个面充分暴露在气氛中。在隔板上开若干小孔，方便气氛对流进入上部。
在高温下Li2O会与Al2O3发生反应，在Al2O3陶瓷坩埚的内壁生成LiAlO2的多晶层，这层LiAlO2的多晶层致密且在锂气氛的VTE环境中非常稳定，不会对VTE过程产生污染，起到了与铂金坩埚相同的作用。此外，用Al2O3陶瓷做锂气氛VTE坩埚还有加工简便，内部形状容易控制，坩埚气密性好，成本低廉等优点。
图1是本发明用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚具体实施例的结构示意图。
图中1-坩埚；2-架角；3-中间隔板；4-坩埚盖；5-隔板上的通气孔；6-VTE原料(Li2CO3等)；7-待处理样品。
具体设计方式先请参阅图1，图1是本发明用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚具体实施例的结构示意图。图中1、2、3、4部件均为Al2O3陶瓷制成。由图可见，本发明用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，该坩埚是Al2O3陶瓷坩埚，由坩埚1、架角2、中间隔板3和坩埚盖4构成，在该坩埚1内安置该架角2，在该架角2上放置该中间隔板3，该中间隔板3上开设有若干通气孔5和供样品7放置的细槽，坩埚盖4的边沿设有与坩埚1的周边相配合的环行凹槽。在该架角2上放置该中间隔板3后，在坩埚底部留出了一定空间，便于放入一定量的Li2CO3或Li2O或含Li2O的混合原料6。在中间隔板3上开细槽，用于安放待处理的晶片或衬底片7。在VTE过程中，待处理样品7垂直于中间隔板3放置，使样品7的两个面充分暴露在气氛中。坩埚1底部做几个架角2，用来安放和固定中间隔板3。在隔板上开一定数目的小孔5，方便气氛对流进入上部。该坩埚在使用前，要先在底部放入一定量的Li2CO3或Li2O，盖好坩埚盖4后，在高温800℃～1100℃下对坩埚进行一段时间(3～4天)的空烧，使坩埚1内壁生成稳定的LiAlO2层。
利用这种坩埚，进行了在富锂气氛中改善LiNbO3、LiTaO3、LiAlO2和LiGaO2晶体质量的VTE实验，试验证明其效果与使用铂金坩埚的效果相同，在部分条件下还优于铂金坩埚结果。此外，还尝试了用这种坩埚进行在蓝宝石衬底上VTE生长LiAlO2薄膜层的试验，试验结果也与使用铂金坩埚结果相同。
权利要求
1.一种用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，其特征在于该坩埚是Al2O3陶瓷坩埚，由坩埚(1)、架角(2)、中间隔板(3)和坩埚盖(4)构成，在该坩埚(1)内安置该架角(2)，在该架角(2)上放置该中间隔板(3)，该中间隔板(3)上开设有若干通气孔(5)和供样品(7)放置的细槽，坩埚盖(4)的边沿设有与坩埚(1)的周边相配合的环行凹槽。
2.根据权利要求1所述的用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，其特征在于所述的坩埚(1)可为圆筒形或方盒形，所述的坩埚盖(4)与坩埚(1)相配合。
3.根据权利要求1所述的用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，其特征在于所述的架角(2)与坩埚(1)内壁一体构成。
全文摘要
一种用于锂气氛气相传输平衡方法的坩埚，该坩埚是Al
文档编号C30B31/00GK1563518SQ20041001731
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月30日 优先权日2004年3月30日
发明者李抒智, 徐军, 周圣明, 宋词, 凌磊, 严成锋, 邹军, 杨卫桥, 夏长泰 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所