[發明專利]一種用于半導體材料液相外延生長的隧穿式石墨舟

無效

• 申請號: 200710044176.7
• 申請日: 2007-07-25
• 公開（公告）號: CN101353812A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 鄧惠勇;戴寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: C30B19/06
• 分類號: C30B19/06
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 郭英

技術領域

本發明涉及生長半導體單晶薄膜的液相外延設備，特別是指一種用于水平液相外延薄膜材料生長的隧穿式石墨舟。

背景技術

目前薄膜材料生長過程中所用的石墨舟可以分為放置母液的液槽滑移和放置襯底的滑塊滑移二類。母液滑移的石墨舟通常由底座、底板和滑塊構成。底板固定在底座上，底板上開有一和襯底一樣大小的孔道，用來放置襯底，滑塊上也開有一孔道用于放置母液，通過移動滑塊使母液與襯底相接觸，在襯底上外延生長一層薄膜材料。母液滑移類型石墨舟的最大優點是結構簡單、易于加工，然而由于液槽與底板之間的接觸主要依靠液槽的重量，它們之間間隙較大，并且液槽滑移過程中有可能“脫軌”，與底板之間產生更大的間隙，這些固有的缺陷都容易導致薄膜表面出現母液殘留。襯底滑移類型石墨舟的最大特征是液槽和底板是一體的，在底板和液槽之間開有與滑塊配合的“隧道”，滑塊上開有放置襯底的凹槽，依靠滑塊進入“隧道”滑移完成薄膜的生長，其最大的優點是液槽與滑塊之間結構緊密，生長時液槽不易移動，降低母液殘留。然而目前隧穿式石墨舟的滑塊采用挖一個凹槽來放置襯底，在加工過程中凹槽的垂直度和底面的平整度難以保證，因而也就直接影響了高質量外延薄膜的生長。(見Method?of?depositing?expitaxial?semiconductor?layers?from?the?liquid?phase[P]，United?States?Patent，US3753801.1973)。

發明內容

本發明的目的是提供一種加工方便的，可適合不同襯底厚度生長外延薄膜的隧穿式石墨舟。

本發明的石墨舟，包括：開有隧道的舟體、與隧道橫截面尺寸配合的滑塊、蓋板和石墨墊片。隧道的頂面開有數個等間隔的放不同組分母液的母液方孔，滑塊中間開有與外延襯底一樣大小的襯底方孔，襯底方孔內置有調節襯底與孔道口高度的石墨墊片，襯底放在石墨墊片上。母液方孔邊長要小于襯底方孔邊長0.05mm，即母液方孔尺寸為X×Y，襯底方孔尺寸為X+0.05mm×Y+0.05mm。隧道的長度小于舟體的長度，隧道所處舟體的位置要保證滑塊推入隧道時，滑塊的襯底方孔能在隧道外，以舟體的底面作為托底安裝石墨墊片和襯底。滑塊的長度要保證其在隧道內移動時，使整個石墨舟保持平衡，并且保證數個母液方孔以滑塊作為托底注入母液。蓋板蓋在數個母液方孔上，遮蔽母液方孔。滑塊的二端各開有一小孔用以插入手柄推動滑塊在隧道內移動。

本發明的優點是：石墨舟的襯底槽改為襯底方孔，以舟體的底面作為安裝石墨墊片和襯底的托底，使得石墨舟在加工過程中，孔內的垂直度和底面的平整度得到保證，并且通過石墨墊片可調節襯底的高度，這些特點能有效降低母液的殘留，提高單晶薄膜的質量與成品率。

附圖說明

圖1為本發明的剖面結構示意圖。

圖2為石墨舟體的橫截面結構示意圖。

圖3為滑塊的平面結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明：

石墨舟，包括：開有隧道的舟體1、與隧道橫截面尺寸配合的滑塊2、蓋板3和石墨墊片4。

舟體1采用一段圓柱體的石墨截去上下兩段圓弧，從橫截面看就象鼓的形狀，這種設計主要是為了增加石墨舟的機械強度。舟體1中開有一矩形隧道101，隧道的頂面開有四個等間隔的放不同組分母液7的母液方孔102，這四個母液方孔102加工時要求間距嚴格相等，誤差在-0.05mm內。

滑塊2中間開有與外延襯底5一樣大小的襯底方孔201，襯底方孔內置有調節襯底與孔道口高度的石墨墊片4，襯底5放在石墨墊片上。母液方孔邊長要小于襯底方孔邊長0.05mm，即母液方孔尺寸為X×Y，襯底方孔尺寸為X+0.05mm×Y+0.05mm，目的是防止母液從襯底與襯底方孔之間的縫隙中流下去。滑塊2的長度要保證襯底方孔能在隧道外，以舟體的底面作為托底安裝石墨墊片和襯底，四個母液方孔以滑塊作為托底注入母液。并且還要保證其在隧道內移動時，使整個石墨舟保持平衡。蓋板3蓋在四個母液方孔102上，要遮蔽母液方孔，防止母液揮發。滑塊的二端各開有一個孔202，用以插入手柄6推動滑塊在隧道內移動。

滑塊2的關鍵尺寸是其橫截面的寬度與高度，與隧道的間隙小于0.15mm。