一种VGF法砷化镓单晶用脱舟器的制作方法

    技术2023-10-13  108


    本实用新型涉及vcf砷化镓单晶生产技术领域,具体涉及一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器。



    背景技术:

    在vgf法砷化镓单晶生长过程中,常使用热解氮化硼坩埚做生长容器,氧化硼作液封剂,以避免砷化镓单晶分解。氧化硼在氮化硼坩埚和砷化镓晶体之间形成一层薄膜,将氮化硼坩埚与砷化镓晶体粘合在一起,使氮化硼坩埚与砷化镓晶体分离的操作称之为“脱舟”,一般的方法是采用甲醇、乙醇等化学溶剂,通过浸泡的方法,慢慢溶解氧化硼薄膜。由于氧化硼薄膜处于坩埚壁和晶体之间,其厚度很小,溶解只能依靠扩散机制进行,速度慢,所需时间很长,而且氧化硼会溶解在甲醇或乙醇内,若要回收利用,还需进行提取,过程复杂繁琐,因此急需一种脱舟器实现氮化硼坩埚与砷化镓晶体的快速分离,而且能够直接回收部分的氧化硼,以便再次利用。



    技术实现要素:

    本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,优点在于能够实现氮化硼坩埚与砷化镓晶体的快速分离,而且能够直接回收部分的氧化硼,以便再次利用等技术效果,详见下文阐述。

    为实现上述目的,本实用新型提供了以下技术方案:

    本实用新型提供的一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,包括箱体,所述箱体通过转轴安装有活动门,所述箱体的内底面安装有竖直的伸缩杆和固定竖板,所述伸缩杆位于所述箱体内底面的中心位置,所述固定竖板有两块,且对称分布在所述伸缩杆的两侧;

    所述伸缩杆的顶端固定连接有水平的托盘,所述托盘的上表面放置有坩埚本体,下表面滑动连接有收集槽,所述固定竖板的顶端开设有螺纹孔,所述螺纹孔内部螺纹连接有螺纹杆,所述螺纹杆的外端焊接有固定把手,内端通过轴承焊接有夹具,所述夹具的内壁紧贴所述坩埚本体;

    所述箱体的内侧壁和顶壁均通过安装座安装有加热管。

    采用上述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,将所述坩埚本体连同砷化镓单晶倒扣在所述托盘的上表面,旋转所述固定把手,利用所述螺纹杆推动所述夹具向所述坩埚本体靠拢,使两个所述夹具将所述坩埚本体夹紧,通过所述加热管对所述坩埚本体进行加热,并将温度控制到500°,由于砷化镓晶体的熔点为1238°,氧化硼的熔点为450°,因此,可将氧化硼熔化,从而使砷化镓晶体与所述坩埚本体分离,熔化后的氧化硼会顺着所述托盘流入到所述收集槽内部,由于所述伸缩杆的伸缩特性,砷化镓晶体向下压制所述伸缩杆,并逐渐下降,使砷化镓晶体完全脱离所述坩埚本体。

    作为优选,所述箱体的内壁设置有保温层。

    作为优选,所述伸缩杆包括外管,所述外管顶端开口处安装有密封环,所述外管内部设置有内杆,所述内杆贯穿所述密封环,所述内杆的顶端焊接在所述托盘的底部,所述内杆的底端安装有升降滑盘,所述升降滑盘位于所述外管内部,所述升降滑盘与所述外管内底部之间设置有弹簧。

    作为优选,所述托盘的下表面开设有t型滑槽。

    作为优选,所述收集槽为有缺口的、不完整的圆环结构,且该缺口为安装缺口,所述收集槽的内部通过连接板焊接有t型滑块,所述t型滑块与所述t型滑槽相互对应,且间隙配合。

    作为优选,所述夹具包括两个竖直的连接杆,所述连接杆的上下两端均焊接有弧形环,所述弧形环的内弧面与所述坩埚本体紧密接触。

    作为优选,所述活动门的外表面设置有观察窗和开闭把手。

    综上所述,本实用新型的有益效果在于:1、利用砷化镓晶体与氧化硼的熔点差值,通过加热管对坩埚本体进行加热,使氧化硼熔化,从而使砷化镓晶体脱离坩埚本体;

    2、利用收集槽对熔化后的氧化硼进行回收,便于氧化硼的二次利用。

    附图说明

    为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

    图1是本实用新型的主视图;

    图2是本实用新型的主视内部结构示意图;

    图3是本实用新型的夹具的俯视图;

    图4是本实用新型的收集槽的俯视图;

    图5是本实用新型的托盘与收集槽的主视剖视图;

    图6是本实用新型的伸缩杆的内部结构示意图。

    附图标记说明如下:

    1、箱体;2、保温层;3、活动门;4、伸缩杆;401、外管;402、内杆;403、密封环;404、升降滑盘;405、弹簧;5、托盘;501、t型滑槽;6、坩埚本体;7、固定竖板;8、夹具;801、弧形环;802、连接杆;9、加热管;10、收集槽;1001、安装缺口;1002、连接板;1003、t型滑块;11、螺纹杆;12、固定把手;13、观察窗;14、开闭把手。

    具体实施方式

    为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本实用新型所保护的范围。

    参见图1-图6所示,本实用新型提供了一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,包括箱体1,箱体1通过转轴安装有活动门3,通过活动门3方便坩埚本体6的放入和取出,箱体1的内底面安装有竖直的伸缩杆4和固定竖板7,伸缩杆4位于箱体1内底面的中心位置,固定竖板7有两块,且对称分布在伸缩杆4的两侧;

    伸缩杆4的顶端固定连接有水平的托盘5,托盘5的上表面放置有坩埚本体6,下表面滑动连接有收集槽10,固定竖板7的顶端开设有螺纹孔,螺纹孔内部螺纹连接有螺纹杆11,通过螺纹孔与螺纹杆11的配合,在旋转固定把手12时,能够推动夹具8朝向坩埚本体6移动,螺纹杆11的外端焊接有固定把手12,内端通过轴承焊接有夹具8,如此设置,在螺纹杆11进行旋转时,通过轴承能够避免夹具8跟随螺纹杆11一起旋转,从而便于夹具8对坩埚本体6的夹紧固定,夹具8的内壁紧贴坩埚本体6,通过设置夹具8对坩埚本体6进行固定,使氧化硼融化后,坩埚本体6固定不动,而砷化镓晶体通过与伸缩杆4的配合,能够缓慢下降,从而使砷化镓晶体脱离坩埚本体6;

    箱体1的内侧壁和顶壁均通过安装座安装有加热管9,加热管9内部为现有技术中常见的电阻丝,通过电阻丝至少能加热到600°,以便于将氧化硼熔化。

    作为诸多实施方案的优选案例,箱体1的内壁设置有保温层2,保温层2为现有技术中常见的保温技术,如锅炉保温层等,通过设置保温层2,能够减缓箱体1内部的热量散失,有助于增快氧化硼的熔化速度;伸缩杆4包括外管401,外管401顶端开口处安装有密封环403,外管401内部设置有内杆402,内杆402贯穿密封环403,内杆402的顶端焊接在托盘5的底部,内杆402的底端安装有升降滑盘404,升降滑盘404位于外管401内部,升降滑盘404与外管401内底部之间设置有弹簧405,当氧化硼熔化后,砷化镓晶体失去坩埚本体6对其的固定,利用砷化镓晶体自身的重力向下压制托盘5,并克服弹簧405的弹力,使内杆402逐渐收缩到外管401内部,从而使伸缩杆4整体缩短,砷化镓晶体缓慢下降,使砷化镓晶体完全脱离坩埚本体6。

    托盘5的下表面开设有t型滑槽501,收集槽10为有缺口的、不完整的圆环结构,且该缺口为安装缺口1001,通过开设安装缺口1001,使收集槽10能够穿过内杆402,并固定在托盘5的下表面,用来收集部分融化后的氧化硼,以便氧化硼的二次利用;收集槽10的内部通过连接板1002焊接有t型滑块1003,t型滑块1003与t型滑槽501相互对应,且间隙配合,通过t型滑槽501与t型滑块1003之间的配合,能够方便的对收集槽10进行安装和拆卸,便于氧化硼的回收利用;夹具8包括两个竖直的连接杆802,连接杆802的上下两端均焊接有弧形环801,弧形环801的内弧面与坩埚本体6紧密接触,如此设置,不仅能够对坩埚本体6进行夹持固定,且减少夹具8与坩埚本体6的接触面积,有助于加热管9对坩埚本体6的加热,提高氧化硼的熔化速度;活动门3的外表面设置有观察窗13和开闭把手14,设置观察窗13方便观察箱体1内部砷化镓晶体与坩埚本体6的分离程度,设置开闭把手14便于活动门3的开启和关闭。

    采用上述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,将坩埚本体6连同砷化镓单晶倒扣在托盘5的上表面,旋转固定把手12,利用螺纹杆11推动夹具8向坩埚本体6靠拢,使两个夹具8将坩埚本体6夹紧,通过加热管9对坩埚本体6进行加热,并将温度控制到500°,由于砷化镓晶体的熔点为1238°,氧化硼的熔点为450°,因此,可将氧化硼熔化,从而使砷化镓晶体与坩埚本体6分离,熔化后的氧化硼会顺着托盘5流入到收集槽10内部,由于伸缩杆4的伸缩特性,砷化镓晶体向下压制伸缩杆4,并逐渐下降,使砷化镓晶体完全脱离坩埚本体6。

    利用砷化镓晶体与氧化硼的熔点差值,通过加热管9对坩埚本体6进行加热,使氧化硼熔化,从而使砷化镓晶体脱离坩埚本体6,利用收集槽10对熔化后的氧化硼进行回收,便于氧化硼的二次利用。

    以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


    技术特征:

    1.一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:包括箱体(1),所述箱体(1)通过转轴安装有活动门(3),所述箱体(1)的内底面安装有竖直的伸缩杆(4)和固定竖板(7),所述伸缩杆(4)位于所述箱体(1)内底面的中心位置,所述固定竖板(7)有两块,且对称分布在所述伸缩杆(4)的两侧;

    所述伸缩杆(4)的顶端固定连接有水平的托盘(5),所述托盘(5)的上表面放置有坩埚本体(6),下表面滑动连接有收集槽(10),所述固定竖板(7)的顶端开设有螺纹孔,所述螺纹孔内部螺纹连接有螺纹杆(11),所述螺纹杆(11)的外端焊接有固定把手(12),内端通过轴承焊接有夹具(8),所述夹具(8)的内壁紧贴所述坩埚本体(6);

    所述箱体(1)的内侧壁和顶壁均通过安装座安装有加热管(9)。

    2.根据权利要求1所述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:所述箱体(1)的内壁设置有保温层(2)。

    3.根据权利要求1所述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:所述伸缩杆(4)包括外管(401),所述外管(401)顶端开口处安装有密封环(403),所述外管(401)内部设置有内杆(402),所述内杆(402)贯穿所述密封环(403),所述内杆(402)的顶端焊接在所述托盘(5)的底部,所述内杆(402)的底端安装有升降滑盘(404),所述升降滑盘(404)位于所述外管(401)内部,所述升降滑盘(404)与所述外管(401)内底部之间设置有弹簧(405)。

    4.根据权利要求1所述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:所述托盘(5)的下表面开设有t型滑槽(501)。

    5.根据权利要求4所述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:所述收集槽(10)为有缺口的、不完整的圆环结构,且该缺口为安装缺口(1001),所述收集槽(10)的内部通过连接板(1002)焊接有t型滑块(1003),所述t型滑块(1003)与所述t型滑槽(501)相互对应,且间隙配合。

    6.根据权利要求1所述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:所述夹具(8)包括两个竖直的连接杆(802),所述连接杆(802)的上下两端均焊接有弧形环(801),所述弧形环(801)的内弧面与所述坩埚本体(6)紧密接触。

    7.根据权利要求1所述一种vgf法砷化镓单晶用脱舟器,其特征在于:所述活动门(3)的外表面设置有观察窗(13)和开闭把手(14)。

    技术总结
    本实用新型公开了一种VGF法砷化镓单晶用脱舟器,包括箱体,所述箱体通过转轴安装有活动门,所述箱体的内底面安装有竖直的伸缩杆和固定竖板,所述伸缩杆的顶端固定连接有托盘,所述托盘的上表面放置有坩埚本体,下表面滑动连接有收集槽,所述固定竖板的顶端开设有螺纹孔,所述螺纹孔内部螺纹连接有螺纹杆,所述螺纹杆的外端焊接有固定把手,内端通过轴承焊接有夹具,所述箱体的内侧壁和顶壁均通过安装座安装有加热管。综上所述,本实用新型的有益效果在于:利用砷化镓晶体与氧化硼的熔点差值,通过加热管对坩埚本体进行加热,使氧化硼熔化,从而使砷化镓晶体脱离坩埚本体;利用收集槽对熔化后的氧化硼进行回收,便于氧化硼的二次利用。

    技术研发人员:代晓波
    受保护的技术使用者:独山中科晶元信息材料有限公司
    技术研发日:2019.05.21
    技术公布日:2020.03.31

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