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Apparatus and procedure to obtain monocristals semiconductors through the bridgman method (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)CM Patents

Índice de la ficha

Updated at
24/07/2026
Numero publicacion
ES.2329217.A1
Fecha publicacion
23/11/2009
Numero solicitud
ES20080001503
Fecha presentacion
22/05/2008

En detalle

Resumen

The present invention describes an apparatus for the preparation of a semiconductor monocrystal in volume of cd1-xznxte-czt according to the bridgman method comprising: a resistive heating element (1); a growth bulb (3); a support system (12) of the growth funnel comprising in turn a platinum tube (11) whose upper part is in contact with the growth funnel; a quartz tube (5) of equal diameter as the growth bulb, inside which the platinum tube (11) is placed; a quartz tube (6) inside the platinum tube and centered with respect to it. The invention also describes a method for obtaining a monocrystal comprising the use of the apparatus of the invention. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Reivindicaciones

1. 1. Aparato para la preparación de un monocristalsemiconductor en volumen deCd1-xZnxTe-CZT según elmétodo Bridgman que comprende los siguientes elementos: 2. 2. Aparato según la reivindicación 1, en el queel diámetro interno del tubo de platino (11) es igual al diámetroexterno del tubo de cuarzo (6) situado en su interior. 3. 3. Aparato según la reivindicación 2, en el queel tubo de platino presenta 1 mm de espesor, 23 mm de diámetroexterior y 20 cm de longitud. 4. 4. Aparato según cualquiera de lasreivindicaciones 1 a 3, en el que: 5. un tubo de cuarzo (5) de diámetro interior iguala 23 mm, espesor 1.8 mm y 350 nm de longitud en cuyo interior seencuentra un tubo de platino (11) de 23 mm de diámetro exterior, 1mm de espesor y 200 mm de longitud, y en cuyo interior se encuentraun tubo de cuarzo (6) , de dimensiones 12 mm de diámetro interior, 1.5 mm de espesor y longitud de 300 mm, centrado mediante una masade 7.91 gramos de manta de alúmina prensada (9) en la partesuperior y ocupando una longitud de 80 mm y mediante una masa de5.35 gramos (8) de manta de alúmina prensada ocupando una longitudde 50 mm en la parte inferior, y quedando un espacio vacío de 70 mmde longitud sin manta de alúmina prensada. 6. 5. Aparato según la reivindicación 4 que ademáscomprende: 7. 6. Aparato según la reivindicación 4 o 5, en elque la ampolla de crecimiento, el sistema de soporte de la ampollade crecimiento y los termopares se encuentran dentro de un tubo decuarzo protector (7) de 80 cm de longitud, 32 mm de diámetro, y 1.5mm de espesor. 8. 7. Procedimiento para la preparación de unmonocristal deCd1-xZnxTe-CZT donde xestá comprendido entre el 4% y el 20% a partir del fundido por elmétodo Bridgman que comprende el empleo de un aparato segúncualquiera de las reivindicaciones 1 a 6. 9. 8. Procedimiento según la reivindicación 7, quecomprende: 10. a) la preparación del aparato; y 11. b) proceso de crecimiento que comprende lassiguientes etapas: 12. (i) 13. (ii) 14. (iii) 15. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, enel que la etapa (i) comprende la fusión del material de partidamediante cuatro rampas de calentamiento a: 16. (ia) 17. (ib) 18. (ic) 19. (id) 20. 10. Procedimiento según la reivindicación 9, enel que la temperatura máxima alcanzada es de 1185ºC para unmaterial CZT con 15% de Zn. 21. 11. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 8 a 10, en el que la homogeneización comprendehacer oscilar el horno +/-15º con respecto a la vertical durante30 minutos 60 veces. 22. 12. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 8 a 11, en el que el crecimiento del monocristalcomprende hacer descender la ampolla de crecimiento y el sistema desoporte a una velocidad igual o inferior a 0.4 mm/h durante untiempo de 250 horas. 23. 13. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 8 a 12, que comprende el enfriamiento delmonocristal obtenido, que se hace mediante tres rampas deenfriamiento a: 24. (iv-a) 25. (iv-b) 26. (iv-c) 27. 14. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 8 a 13, en el que la etapa a) comprende a su vezlas siguientes etapas: 28. 1) - 29. 2) - 30. 3) - 31. 4) - 32. 5) - 33. 6) - 34. 7) - 35. 15. Procedimiento según la reivindicación 14, enel que limpiar la ampolla de crecimiento (3) , comprende: lavar laampolla con agua jabonosa y aclarar con agua desionizada; limpiar acontinuación la ampolla con etilenglicol caliente, seguido deacetona y de metanol; mantener la ampolla en una mezcla de3HCl:1HNO3 durante veinticuatro horas, aclarar con aguadesionizada; mantener en HF (40%) durante tres horas; aclarar conagua desionizada y secar a 120ºC. 36. 16. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 14 o 15, en el que el grafitado se hace a unatemperatura de 1000ºC, en un elemento calefactor vertical en el quese introduce la ampolla de crecimiento (3) . 37. 17. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 14 a 16, en el que el llenado de la ampolla serealiza introduciendo los elementos químicos limpios Cd, Zn y Te decalidad 6N, en el siguiente orden: Te, Zn y Cd, en lasproporciones estequiométricas 100% de Te, 85% de Cd, y 15% de Znocupando una longitud de ampolla menor de 300 mm correspondientecon la zona grafitada. 38. 18. Procedimiento según la reivindicación 17, enel que los elementos Cd, Zn y Te se limpian en HCl concentradodurante 10 minutos, y luego en un baño de metanol en el que semantienen hasta su empleo. 39. 19. Procedimiento según cualquiera de lasreivindicaciones 14 a 18, en el que el cilindro de cuarzo (4) selimpia en un baño de acetona caliente, a continuación la ampolla semantiene a vacío de 10- 6 mbar durante 24 horas, y se cierracon un soplete con llama de O2, realizándose dicho cierre enla zona ocupada por el cilindro de cuarzo. 40. 20. Procedimiento cualquiera de lasreivindicaciones 14 a 19, en el que se acoplan la ampolla decrecimiento con los termopares de medida 1, 2, 3, 4 y5, el sistema de soporte de la ampolla con los termoparesA, B y C, dentro de un tubo de cuarzo protector (7) de 80 cm de longitud, 32 mm de diámetro, y 1.5 mm de espesor.

Etiquetas

Inventores
Dieguez Delgado ErnestoCarcelen Valero Veronica
Solicitantes
Universidad Autónoma de Madrid
Clasificacion ipc
C30B 11/ 00 A IC30B 35/ 00 A I
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