坩埚冷却轴的制作方法

本实用新型涉及半导体材料制备领域，尤其涉及一种半导体单晶生长所用的坩埚冷却轴。

背景技术：

GaAs单晶是重要的化合物半导体材料，由于GaAs单晶为直接带隙能带结构，使其具有较高的发光效率，因此在光电器件的研制与生产中得到广泛应用。VB法制备GaAs单晶技术是二十世纪八十年代中后期逐渐成熟起来的一种GaAs单晶生长技术，VB法利用水平布里奇曼法（HB）技术原理将水平走车方式改成了垂直走车方式，VB法与HB法相比，可直接生长圆柱形晶体，有效降低成本，提高了晶片参数的均匀性；VB法与VGF法相比，具有设备结构简单、易于调控的优点；VB法与LEC法相比，具有所制备得到的单晶位错密度低的优势等。因此，对于光电器件用低阻低位错GaAs材料的拉制，VB法是目前较为理想的晶体生长方式。

VB法GaAs晶体的生长过程，通过热场建立一定的温度梯度，由坩埚轴带着坩埚托上的坩埚从高温区逐渐向低温区移动。VB法不足之处在于晶体生长时，无法直观观察单晶生长情况，只能通过热电偶反馈温度进行判断。但热电偶与坩埚必须保持一定的距离才能保障坩埚向下运动时不损坏热电偶，而距离过大造成热电偶反馈温度与晶棒实际温度有较大差距，实现精确的温控比较困难，尤其是籽晶位置的温度不能准确控制很容易造成籽晶熔接不到位或籽晶全熔，导致长晶失败。

因此，有必要对坩埚轴进行改进设计以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术问题，提出一种改进的坩埚冷却轴。

为实现前述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种坩埚冷却轴，其包括一热电偶、一套管以及一冷却水循环管道，所述热电偶包括一固持端以及自固持端凸伸出的一轴身，所述冷却水循环管道紧贴轴身设置，所述套管包覆于冷却水循环管道和轴身侧周，所述轴身远离固持端上的一端凸伸出套管，所述轴身与套管相接处、固持端与套管相接处均焊接固定，所述管套上开设有一进水口和一出水口，所述进水口和出水口均与冷却水循环管道连通，冷却水自进水口进入冷却水循环管道并自出水口流出。

作为本实用新型的进一步改进，所述热电偶为采用耐高温材质制备而成的铠装热电偶。

作为本实用新型的进一步改进，所述固持端上开设有螺纹。

作为本实用新型的进一步改进，所述套管远离固持端的一端上凸设有若干卡扣。

作为本实用新型的进一步改进，所述套管远离固持端的一端上凸设有两个卡扣。

本坩埚冷却轴，能够为半导体晶体的生长过程提供可靠的温度检测数据，成本低廉，结构简单，能够与移动装置进行配合使用，固定牢靠，适用于多种半导体晶体的生长过程。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的整体结构示意图。

图2为图1沿着A-A方向的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、2，一种坩埚冷却轴100，其包括一热电偶110、一套管120以及一冷却水循环管道130，热电偶110包括一固持端111以及自固持端凸伸出的一轴身112，所述冷却水循环管道130紧贴轴身112设置，所述套管120包覆于冷却水循环管道130和轴身112侧周，所述轴身112远离固持端111上的一端凸伸出套管120，所述轴身112与套管120相接处、固持端111与套管120相接处均焊接固定，管套120上开设有一进水口121和一出水口122，进水口121和出水口122均与冷却水循环管道130连通，冷却水自进水口121进入冷却水循环管道130、自出水口122流出。

热电偶110为采用耐高温材质制备而成的铠装热电偶。

固持端111上开设有螺纹111a，通过螺纹111a，坩埚冷却轴100可以与移动装置（图上未示出）固定连接，随着移动装置一起移动。

套管120远离固持端111的一端上凸设有若干卡扣123，卡扣123可以用于与移动装置固定连接，实现坩埚冷却轴100与移动装置的多点固定。在本实施例中，套管120远离固持端111的一端上凸设有两个卡扣123，两个卡扣对称设置于所述套管120上。

有益效果：采用本坩埚冷却轴100，因具备水冷功能，热电偶110可以与坩埚、晶棒保持一个合理的距离，在长晶过程中精确测温，便于及时反馈和调整，为GaAs晶体的生长过程提供可靠的温度检测数据。

值得注意的是，本坩埚冷却轴100也适用于其他半导体晶体的生长过程。

本坩埚冷却轴100能够为半导体晶体的生长过程提供可靠的温度检测数据，成本低廉，结构简单，能够与移动装置进行配合使用，固定牢靠，适用于多种半导体晶体的生长过程。

尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。