[發明專利]制造GaN或AlGaN晶體的方法

無效

• 申請號: 200580043154.8
• 申請日: 2005-10-17
• 公開（公告）號: CN101080516A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 阿明·戴德加;阿洛伊斯·克羅斯特
• 申請（專利權）人: 阿祖羅半導體股份公司
• 主分類號: C30B23/00
• 分類號: C30B23/00;C30B23/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 宋莉;賈靜環

1.一種制造氮化鎵晶體或氮化鋁鎵晶體的方法，該方法包括下列步驟：

-提供純鎵或鋁與鎵的混合物在熔融坩堝中的金屬熔體；

-從所述金屬熔體中將鎵或鎵與鋁氣化逸出；

-通過熱效應或借助于等離子體使氮前體分解；以及

-在小于10巴的壓力下使GaN或A1GaN晶體在晶種上進行單晶晶體生長；

其中，所述鎵或鎵與鋁的氣化在高于晶體生長溫度、但至少在1000℃的溫度下進行；且其中

氮氣、氫氣、惰性氣體或這些氣體的組合的氣流通過所述金屬熔體的表面，從而使得所述在金屬熔體表面上方的氣流阻止了該氮前體與金屬熔體的接觸。

2.權利要求1所述的方法，其中

在熔融坩堝容器內的反應室中提供所述金屬熔體，所述容器除了至少一個載氣進口和至少一個載氣出口以外，其余各處均為封閉的，以及其中

所述氣流通過所述金屬熔體上方的所述載氣進口導入所述熔融坩堝容器中，并與所述金屬熔體的金屬蒸氣一起通過所述載氣出口輸送到所述熔融坩堝容器之外，以及

所述氮前體被引導入所述反應室的反應區域中。

3.權利要求1所述的方法，其中

所述金屬熔體的供給包括在反應室中設置所述熔融坩堝；

所述氣流在稍高于所述金屬熔體處通過載氣進口導入所述反應室中，以及

所述氮前體在反應區域被引導入所述反應室中。

4.前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述氣流以與所述金屬熔體表面平行的方向被導入所述熔融坩堝容器中或者所述反應室中。

5.前述權利要求中任一項所述的方法，其中氣流以與所述金屬熔體表面垂直的方向被導入所述熔融坩堝容器中或者所述反應室中。

6.前述權利要求中任一項所述的方法，其中鎵或鎵與鋁的氣化在至少1100℃的溫度下進行。

7.前述權利要求中任一項所述的方法，其中將氣相摻雜劑前體引入所述反應區域中。

8.前述權利要求中任一項所述的方法，其中摻雜劑在所述反應室中以熔體或固體的形式提供，并且被氣化或升華。

9.前述權利要求中任一項所述的方法，其中在發生所述單晶晶體生長的同時，所述晶種或生長的晶體進行旋轉。

10.前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述氣流包含氫氣或由氫氣組成，且所述金屬熔體在熔融坩堝中的供給包括使用下列材料的熔融坩堝：氮化硼BN、碳化鉭TaC、碳化硅SiC、石英玻璃或碳或兩種或多種所述材料的組合。

11.一種用于制造氮化鎵晶體或氮化鎵鋁晶體的反應器裝置，包括：

用來將氮前體輸送到反應室的反應區域內的設備，

用來通過熱作用或借助于等離子體，使得在所述反應區域中的所述氮前體分解的設備，

用來容納純鎵或鋁與鎵混合物的金屬熔體的熔融坩堝，

第一加熱設備，其用于將所述熔融坩堝中所述金屬熔體的溫度設置到高于晶體生長溫度的溫度值，但該溫度值至少為1000℃，

載氣源，其用于供應氮氣、氫氣、惰性氣體或所述氣體的組合，以及

至少一個與所述載氣源連接的載氣進口，對該載氣進口進行設置并用于使氣流從所述金屬熔體表面上通過，從而使得所述氣流防止了所述氮前體與所述金屬熔體的接觸，其中所述第一加熱設備用于將所述金屬熔體上方的所述熔融坩堝容器壁加熱到比所述金屬熔體區域溫度更高的溫度。

12.權利要求11所述的反應器裝置，其中所述熔融坩堝為熔融坩堝容器的形式，所述容器除了載氣進口和至少一個載氣出口以外，其余各處均為封閉的，且其中所述載氣進口設置在所述金屬熔體表面的上方。

13.權利要求12所述的反應器裝置，其中所述載氣出口形成管式出口的末端，且裝配有第二加熱設備，該第二加熱設備用于將出口的壁加熱到比該第一加熱設備加熱的所述金屬熔體區域中的所述熔融坩堝容器壁溫度更高的溫度。

14.權利要求11-13中任一項所述的反應器裝置，其中所述載氣進口用于將氣流以與所述金屬熔體表面平行的方向導入所述熔融坩堝容器中或者所述反應室中。

15.權利要求11-14中任一項所述的反應器裝置，其中所述反應室具有用來將晶種導入所述反應區域的導入開口。