小型晶體生長(zhǎng)爐設(shè)備

簡(jiǎn)要描述：小型晶體生長(zhǎng)爐設(shè)備是一種用于電子與通信技術(shù)領(lǐng)域的工藝試驗(yàn)儀器，是用一定的方法和技術(shù)，使單晶體由液態(tài)或氣態(tài)結(jié)晶成長(zhǎng)。由液態(tài)結(jié)晶又可以分成熔體生長(zhǎng)或溶液生長(zhǎng)兩大類。

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更新時(shí)間：2022-01-13
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小型晶體生長(zhǎng)爐設(shè)備

原則上可以由固態(tài)、液態(tài)（熔體或溶液）或氣態(tài)生長(zhǎng)而得。實(shí)際上人工晶體多半由熔體達(dá)到一定的過(guò)冷或溶液達(dá)到一定的過(guò)飽和而得。晶體生長(zhǎng)是用一定的方法和技術(shù)，使單晶體由液態(tài)或氣態(tài)結(jié)晶成長(zhǎng)。由液態(tài)結(jié)晶又可以分成熔體生長(zhǎng)或溶液生長(zhǎng)兩大類。

熔體生長(zhǎng)又分為：

直拉法

此法是由熔體生長(zhǎng)單晶的一項(xiàng)最主要的方法，適用于大尺寸晶體的批量生產(chǎn)。被加熱的坩堝中盛著熔融的料，籽晶桿帶著籽晶由上而下插入熔體，由于固液界面附近的熔體維持一定的過(guò)冷度、熔體沿籽晶結(jié)晶，并隨籽晶的逐漸上升而生長(zhǎng)成棒狀單晶。坩堝可以由高頻感應(yīng)或電阻加熱。半導(dǎo)體鍺、硅、氧化物單晶如釔鋁石榴石、釓鎵石榴石、鈮酸鋰等均用此方法生長(zhǎng)而得。應(yīng)用此方法時(shí)控制晶體品質(zhì)的主要因素是固液界面的溫度梯度、生長(zhǎng)速率、晶轉(zhuǎn)速率以及熔體的流體效應(yīng)等。

區(qū)熔法

將一個(gè)多晶材料棒，通過(guò)一個(gè)狹窄的高溫區(qū)，使材料形成一個(gè)狹窄的熔區(qū)，移動(dòng)材料棒或加熱體，使熔區(qū)移動(dòng)而結(jié)晶，最后材料棒就形成了單晶棒。這方法可以使單晶材料在結(jié)晶過(guò)程中純度提得很高，并且也能使摻質(zhì)摻得很均勻。區(qū)熔技術(shù)有水平法和依靠表面張力的浮區(qū)熔煉兩種。

小型晶體生長(zhǎng)爐設(shè)備

溶液生長(zhǎng)又分為：

水溶液法

一般由水溶液中生長(zhǎng)晶體需要一個(gè)水浴育晶裝置，它包括一個(gè)既保證密封又能自轉(zhuǎn)的掣晶桿使結(jié)晶界面周圍的溶液成分能保持均勻，在育晶器內(nèi)裝有溶液，它由水浴中水的溫度來(lái)嚴(yán)格控制其溫度并達(dá)到結(jié)晶。掌握合適的降溫速度，使溶液處于亞穩(wěn)態(tài)并維持適宜的過(guò)飽和度是非常必要的

對(duì)于具有負(fù)溫度系數(shù)或其溶解度溫度系數(shù)較小的材料，可以使溶液保持恒溫，并且不斷地從育晶器中移去溶劑而使晶體生長(zhǎng)，采用這種辦法結(jié)晶的叫蒸發(fā)法。

助熔劑法

這個(gè)方法是指在高溫下把晶體原材料溶解于能在較低溫熔融的鹽溶劑中，形成均勻的飽和溶液，故又稱熔鹽法。通過(guò)緩慢降溫或其他辦法，形成過(guò)飽和溶液而析出晶體。它類似于一般的溶液生長(zhǎng)晶體。對(duì)很多高熔點(diǎn)的氧化物或具有高蒸發(fā)氣壓的材料，都可以用此方法來(lái)生長(zhǎng)晶體。這方法的優(yōu)點(diǎn)是生長(zhǎng)時(shí)所需的溫度較低。此外對(duì)一些具有非同成分熔化（包晶反應(yīng)）或由高溫冷卻時(shí)出現(xiàn)相變的材料，都可以用這方法長(zhǎng)好晶體。BaTiO3晶體及Y3Fe5O12晶體的生長(zhǎng)成功，都是此方法的代表性實(shí)例，使用此法要注意溶質(zhì)與助熔劑之間的相平衡問(wèn)題。

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