一種新型硫化鎘薄膜及其生長(zhǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型硫化鎘薄膜，其薄膜本體包括N型硫化鎘層、P型硫化鎘層和有源層，N型硫化鎘層和P型硫化鎘層均為包括主面和C面的硫化鎘單晶，其主面和C面之間的夾角為30-60°，薄膜本體由正“V”形本體和倒“V”形本體相間連接而成，相鄰的正“V”形本體的“V”形中部和倒“V”形本體的“V”形中部之間設(shè)有掩膜。本發(fā)明還公開(kāi)了一種新型硫化鎘薄膜的生長(zhǎng)方法，采用雙加熱溫梯爐進(jìn)行生長(zhǎng)，雙加熱溫梯爐的坩堝槽為正“V”形和倒“V”形相間排列結(jié)構(gòu)的坩堝槽。本發(fā)明所述硫化鎘薄膜采用“V”形凹凸結(jié)構(gòu)，硫化鎘薄膜與基底之間產(chǎn)生的較大應(yīng)力能利用“V”形空間分散釋放，所以不會(huì)破裂或斷裂；采用本發(fā)明所述方法生長(zhǎng)硫化鎘薄膜，其韌性更好。
【專利說(shuō)明】 一種新型硫化鎘薄膜及其生長(zhǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種硫化鎘薄膜，尤其涉及一種不會(huì)因?yàn)檩^大應(yīng)力而導(dǎo)致?lián)p壞的新型硫化鎘薄膜及其生長(zhǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硫化鎘是由II B族元素Cd和VIA族元素S化合而成的半導(dǎo)體材料，分子式為CdS。硫化鎘主要用作顏料和制造光敏電阻，其存在形式主要有粉末和晶體，在用于發(fā)光二極管制造時(shí)，硫化鋪為晶體，稱為硫化鋪薄月吳。
[0003]單晶的硫化鎘薄膜應(yīng)用較多，其包括主面和內(nèi)斜面，其中內(nèi)斜面一般稱為C面，常規(guī)的單晶硫化鎘薄膜的主面和C面之間的夾角范圍很大，為了避免硫化鎘薄膜斷裂，一般選擇其夾角趨近于45°的硫化鎘薄膜制造發(fā)光二極管。但傳統(tǒng)的硫化鎘薄膜為平面形結(jié)構(gòu)，由于其加工發(fā)光二級(jí)管時(shí)與基底(一般為硅基體)之間會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，該應(yīng)力仍然可能會(huì)導(dǎo)致基底或硫化鎘薄膜出現(xiàn)破裂或斷裂損壞的情形，所以，用傳統(tǒng)硫化鎘薄膜加工發(fā)光二管依然存在容易損壞、壽命低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種不會(huì)因?yàn)檩^大應(yīng)力而導(dǎo)致?lián)p壞的新型硫化鎘薄膜及其生長(zhǎng)方法。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明所述新型硫化鎘薄膜，其薄膜本體包括N型硫化鎘層、P型硫化鎘層和有源層，所述有源層置于所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層之間，所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層均為包括主面和C面的單晶，所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層的主面和C面之間的夾角為30-60° ;所述薄膜本體由正“V”形本體和倒“V”形本體相間連接而成，相鄰的所述正“V”形本體的“V”形中部和所述倒“V”形本體的“V”形中部之間設(shè)有掩膜。
[0007]正“V”形本體和倒“V”形本體均具備一 “V”形空間，在硫化鎘薄膜與基底之間產(chǎn)生較大應(yīng)力時(shí)，其應(yīng)力能夠得到有效分散。
[0008]具體地，所述正“V”形本體的“V”形夾角和所述倒“V”形本體的“V”形夾角均為60-120° ;優(yōu)選為80-100° ;更優(yōu)選為90°。
[0009]作為優(yōu)選，所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層的主面和C面之間的夾角為45。。
[0010]本發(fā)明所述新型硫化鎘薄膜的生長(zhǎng)方法，其N型硫化鎘層和P型硫化鎘層均為硫化鎘單晶，采用雙加熱溫梯爐進(jìn)行生長(zhǎng)，所述雙加熱溫梯爐的坩堝槽為正“V”形和倒“V”形相間排列結(jié)構(gòu)的坩堝槽，所述硫化鎘單晶的生長(zhǎng)方法包括以下步驟:
[0011](I)坩堝和生長(zhǎng)爐的預(yù)燒處理；
[0012](2)將定向好的硫化鎘粉末放入坩堝槽中，將坩堝置于坩堝定位棒的圓形凹槽內(nèi)，坩堝上覆蓋氧化鋁剛玉板，放下鐘罩；[0013](3)打開(kāi)真空系統(tǒng)對(duì)溫梯爐抽高真空，當(dāng)真空度小于2X10_3Pa后，充入高純保護(hù)氬氣或氮?dú)猓瑲鈮簽?.03-0.05MP ；
[0014](4)啟動(dòng)生長(zhǎng)控制程序，升溫速率為60_80°C /小時(shí)，升溫至1000-1200°C，恒溫5?10小時(shí)，以6?10°C /小時(shí)速率降溫至800?1000°C ；
[0015](5)當(dāng)硫化鎘結(jié)晶結(jié)束后，爐內(nèi)溫度降至600?800°C時(shí)，保溫10?20小時(shí)，退火結(jié)束后，以5?10°C /小時(shí)降至室溫，硫化鎘單晶生長(zhǎng)完畢。
[0016]作為優(yōu)選，所述步驟(4)中，升溫速率為68_72°C /小時(shí)，升溫至1100_1150°C，恒溫6?8小時(shí)，以7?9°C /小時(shí)速率降溫至850?950°C。
[0017]作為更優(yōu)選方案，所述步驟(4)中，升溫速率為70°C /小時(shí)，升溫至1120°C，恒溫7小時(shí)，以8°C /小時(shí)速率降溫至900°C。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
[0019]本發(fā)明所述硫化鎘薄膜采用“V”形凹凸結(jié)構(gòu)，硫化鎘薄膜與基底之間產(chǎn)生的較大應(yīng)力能利用“V”形空間分散釋放，所以不會(huì)破裂或斷裂；采用本發(fā)明所述生長(zhǎng)方法生長(zhǎng)硫化鎘薄膜，能得到韌性更好、性能更優(yōu)的硫化鎘薄膜。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明所述硫化鎘單晶的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明所述新型硫化鎘薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明所述基底的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明所述新型硫化鎘薄膜和基底安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述:
[0025]如圖1所示，本發(fā)明所述新型硫化鎘薄膜，其薄膜本體I包括N型硫化鎘層2、P型硫化鎘層4和有源層3，有源層3置于N型硫化鎘層2和所述P型硫化鎘層4之間，N型硫化鎘層2和P型硫化鎘層4均為包括主面和C面的硫化鎘單晶(下面用硫化鎘單晶代替N型硫化鎘層2或P型硫化鎘層4)，圖1中，硫化鎘單晶的主面即為其表平面，圖中未標(biāo)記，C面即為硫化鎘單晶內(nèi)的斜平面5。下述薄膜本體I有彎折角度，但每一段薄膜本體I的結(jié)構(gòu)是相同的，所以圖1單獨(dú)示出了薄膜本體I為全平面狀態(tài)(即傳統(tǒng)硫化鎘薄膜的結(jié)構(gòu)狀態(tài))。
[0026]由圖2所示，硫化鎘單晶的主面和C面之間的夾角為45° ;薄膜本體I由正“V”形本體(圖2中下方的“V”形本體)和倒“V”形本體(圖2中上方的“V”形本體)相間連接而成，相鄰的正“V”形本體的“V”形中部和倒“V”形本體的“V”形中部之間設(shè)有掩膜6 ;正“V”形本體的“V”形夾角和倒“V”形本體的“V”形夾角均為90°。圖2中示出了兩個(gè)正“V”形本體和兩個(gè)倒“V”形本體，實(shí)際產(chǎn)品中，正“V”形本體和倒“V”形本體有更多個(gè)。
[0027]如圖3所示，與薄膜本體I相結(jié)合(制作發(fā)光二級(jí)管時(shí))的基底7上分別設(shè)有與上述正“V”形本體配套的“V”形槽9，基底7的另一面則為背面連接板8。
[0028]如圖4所示，將薄膜本體I置于基底7上后，正“V”形本體位于“V”形槽9內(nèi)，正“V”形本體和倒“V”形本體內(nèi)的空間能分散薄膜本體I與基底7之間的應(yīng)力，從而保護(hù)薄膜本體I與基底7不易破裂或斷裂，延長(zhǎng)其壽命。[0029]下面以不同實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述新型硫化鎘薄膜的生長(zhǎng)方法進(jìn)行說(shuō)明:
[0030]實(shí)施例1:
[0031]采用雙加熱溫梯爐進(jìn)行生長(zhǎng)，雙加熱溫梯爐的坩堝槽為正“V”形和倒“V”形相間排列結(jié)構(gòu)的坩堝槽，硫化鎘單晶的生長(zhǎng)方法包括以下步驟:
[0032](I)坩堝和生長(zhǎng)爐的預(yù)燒處理；
[0033](2)將定向好的硫化鎘粉末放入坩堝槽中，將坩堝置于坩堝定位棒的圓形凹槽內(nèi)，坩堝上覆蓋氧化鋁剛玉板，放下鐘罩；
[0034](3)打開(kāi)真空系統(tǒng)對(duì)溫梯爐抽高真空，當(dāng)真空度小于2X 10_3Pa后，充入高純保護(hù)氬氣或氮?dú)?，氣壓?.03MP ；
[0035](4)啟動(dòng)生長(zhǎng)控制程序，升溫速率為60°C /小時(shí)，升溫至1000°C，恒溫5小時(shí)，以6°C /小時(shí)速率降溫至800°C ；
[0036](5)當(dāng)硫化鎘結(jié)晶結(jié)束后，爐內(nèi)溫度降至600°C時(shí)，保溫10小時(shí)，退火結(jié)束后，以5°C /小時(shí)降至室溫，硫化鎘單晶生長(zhǎng)完畢。
[0037]按上述方法生產(chǎn)的硫化鎘單晶，其韌性和剛度較好。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]采用雙加熱溫梯爐進(jìn)行生長(zhǎng)，雙加熱溫梯爐的坩堝槽為正“V”形和倒“V”形相間排列結(jié)構(gòu)的坩堝槽，硫化鎘單晶的生長(zhǎng)方法包括以下步驟:
[0040](I)坩堝和生長(zhǎng)爐的預(yù)燒處理；
[0041](2)將定向好的硫化鎘粉末放入坩堝槽中，將坩堝置于坩堝定位棒的圓形凹槽內(nèi)，坩堝上覆蓋氧化鋁剛玉板，放下鐘罩；
[0042](3)打開(kāi)真空系統(tǒng)對(duì)溫梯爐抽高真空，當(dāng)真空度小于2X 10_3Pa后，充入高純保護(hù)氬氣或氮?dú)猓瑲鈮簽?.04MP ；
[0043](4)啟動(dòng)生長(zhǎng)控制程序，升溫速率為70V /小時(shí)，升溫至1100°C，恒溫8小時(shí)，以8°C /小時(shí)速率降溫至900°C ；
[0044](5)當(dāng)硫化鎘結(jié)晶結(jié)束后，爐內(nèi)溫度降至700°C時(shí)，保溫15小時(shí)，退火結(jié)束后，以8°c /小時(shí)降至室溫，硫化鎘單晶生長(zhǎng)完畢。
[0045]按上述方法生產(chǎn)的硫化鎘單晶，其韌性和剛度較好。
[0046]實(shí)施例3:
[0047]采用雙加熱溫梯爐進(jìn)行生長(zhǎng)，雙加熱溫梯爐的坩堝槽為正“V”形和倒“V”形相間排列結(jié)構(gòu)的坩堝槽，硫化鎘單晶的生長(zhǎng)方法包括以下步驟:
[0048](I)坩堝和生長(zhǎng)爐的預(yù)燒處理；
[0049](2)將定向好的硫化鎘粉末放入坩堝槽中，將坩堝置于坩堝定位棒的圓形凹槽內(nèi)，坩堝上覆蓋氧化鋁剛玉板，放下鐘罩；
[0050](3)打開(kāi)真空系統(tǒng)對(duì)溫梯爐抽高真空，當(dāng)真空度小于2X 10_3Pa后，充入高純保護(hù)氬氣或氮?dú)?，氣壓?.05MP ；
[0051](4)啟動(dòng)生長(zhǎng)控制程序，升溫速率為80°C /小時(shí)，升溫至1200°C，恒溫10小時(shí)，以IO0C /小時(shí)速率降溫至1000°C ；
[0052](5)當(dāng)硫化鎘結(jié)晶結(jié)束后，爐內(nèi)溫度降至800°C時(shí)，保溫20小時(shí)，退火結(jié)束后，以IO0C /小時(shí)降至室溫，硫化鎘單晶生長(zhǎng)完畢。 [0053] 按上述方法生產(chǎn)的硫化鎘單晶，其韌性和剛度較好。
【權(quán)利要求】
1.一種新型硫化鎘薄膜，其薄膜本體包括N型硫化鎘層、P型硫化鎘層和有源層，所述有源層置于所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層之間，所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層均為包括主面和C面的硫化鎘單晶，所述硫化鎘單晶的主面和C面之間的夾角為30-60°，其特征在于:所述薄膜本體由正“V”形本體和倒“V”形本體相間連接而成，相鄰的所述正“V”形本體的“V”形中部和所述倒“V”形本體的“V”形中部之間設(shè)有掩膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硫化鎘薄膜，其特征在于:所述正“V”形本體的“V”形夾角和所述倒“V”形本體的“V”形夾角均為60-120°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型硫化鎘薄膜，其特征在于:所述正“V”形本體的“V”形夾角和所述倒“V”形本體的“V”形夾角均為80-100°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型硫化鎘薄膜，其特征在于:所述正“V”形本體的“V”形夾角和所述倒“V”形本體的“V”形夾角均為90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硫化鎘薄膜，其特征在于:所述N型硫化鎘層和所述P型硫化鎘層的主面和C面之間的夾角為45°。
6.一種如權(quán)利要求1所述的新型硫化鎘薄膜的生長(zhǎng)方法，其特征在于:采用雙加熱溫梯爐進(jìn)行生長(zhǎng)，所述雙加熱溫梯爐的坩堝槽為正“V”形和倒“V”形相間排列結(jié)構(gòu)的坩堝槽，所述硫化鎘單晶的生長(zhǎng)方法包括以下步驟: (1)坩堝和生長(zhǎng)爐的預(yù)燒處理； (2)將定向好的硫化鎘粉末放入坩堝槽中，將坩堝置于坩堝定位棒的圓形凹槽內(nèi)，坩堝上覆蓋氧化鋁剛玉板，放下鐘罩； (3)打開(kāi)真空系統(tǒng)對(duì)溫梯爐抽高真空，當(dāng)真空度小于2X10_3Pa后，充入高純保護(hù)氬氣或氮?dú)?，氣壓?.03-0.05MP ； (4)啟動(dòng)生長(zhǎng)控制程序，升溫速率為60-80°C/小時(shí)，升溫至1000-1200°C，恒溫5?10小時(shí)，以6?10°C /小時(shí)速率降溫至800?1000°C ； (5)當(dāng)硫化鎘結(jié)晶結(jié)束后，爐內(nèi)溫度降至600?800°C時(shí)，保溫10?20小時(shí)，退火結(jié)束后，以5?10°C /小時(shí)降至室溫，硫化鎘單晶生長(zhǎng)完畢。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型硫化鎘薄膜的生長(zhǎng)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，升溫速率為68-72°C /小時(shí)，升溫至1100-1150°C，恒溫6?8小時(shí)，以7?9°C /小時(shí)速率降溫至850?950°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型硫化鎘薄膜的生長(zhǎng)方法，其特征在于:所述步驟(4)中，升溫速率為70°C /小時(shí)，升溫至1120°C，恒溫7小時(shí)，以8°C /小時(shí)速率降溫至900°C。
【文檔編號(hào)】C30B11/00GK103633216SQ201310549852
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】靖新宇 申請(qǐng)人:成都昊地科技有限責(zé)任公司