[實用新型]一種實現化合物半導體材料退火的設備

有效

• 申請號: 201420247285.4
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN203834053U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 程翠然;盛麗娜;李陽
• 申請（專利權）人: 西安西凱化合物材料有限公司
• 主分類號: C30B33/02
• 分類號: C30B33/02
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 邱志賢

技術領域

本實用新型涉及一種實現化合物半導體材料退火的設備，屬于化合物半導體材料熱處理工藝技術領域。

技術背景

化合物半導體由于具有特殊的光電轉換特性，在LED、LD、太陽能電池（SC）、光探測器等領域具有舉足輕重的作用，使其成為新材料領域的研究熱點。

然而化合物半導體材料其特殊的生長過程，由于熱力學平衡引起的成分偏析、雜質與摻雜、以及沉淀相。其使用性能對其結構完整性十分敏感，大尺寸、低缺陷密度材料是保證最終應用性能的關鍵。對化合物半導體材料進行退火，可以有效的消除或減少沉淀及夾雜相，改善材料的性能。

發明內容

本實用新型目的是提供一種實現化合物半導體材料退火的設備。以便根據晶體厚度，設定梯度溫場的長度，從而快速、有效的改善半導體材料的均勻性。

本實用新型目的是這樣實現的，一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征是：至少包括：石英爐膛、梯度溫度加熱器、坩堝、坩堝移動機構，坩堝移動機構固定坩堝，坩堝移動機構在石英爐膛內活動固定，使坩堝在石英爐膛左右移動；石英爐膛有梯度溫度加熱器。

所述的梯度溫度加熱器是一組。

所述的梯度溫度加熱器是兩端密度低中間密度高分布。

所述的梯度溫度加熱器中心設置為高溫場區1100-900℃，兩邊緣設置為低溫場區1095-700℃，溫度梯度為5℃/cm。

所述的梯度溫度加熱器是多組。

本實用新型的優點是：1、通過梯度溫場控制沉淀及夾雜相的遷移，受濃度影響小，不存在依靠沉淀及夾雜相濃度擴散的遷移飽和現象。2、沉淀及夾雜相從晶體中心向兩邊緣遷移，有效的縮短了運行距離，從而縮短退火時間。3、退火設備爐膛內可分布多段梯度溫度加熱器，實現多塊晶體同時退火。

附圖說明

圖1化合物半導體退火設備剖面圖；

圖2梯度溫場分布圖。

圖中，1、石英爐膛；2、溫度梯度加熱器；3、坩堝；4、坩堝移動機構；5、晶體。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，一種實現化合物半導體材料退火的設備，至少包括：石英爐膛1、梯度溫度加熱器2、坩堝3、坩堝移動機構4，坩堝移動機構4固定坩堝3，坩堝移動機構4在石英爐膛1內活動固定，使坩堝3在石英爐膛1左右移動；石英爐膛1有梯度溫度加熱器2。梯度溫度加熱器2是一組。梯度溫度加熱器2是兩端密度低中間密度高分布。梯度溫度加熱器中心設置為高溫場區1100-900℃，兩邊緣設置為低溫場區1095-700℃，溫度梯度為5℃/cm。

將長度為60mm的晶體5連同坩堝3放入石英爐膛1，溫度梯度加熱器2的中心設置高溫區，其溫度為900℃；邊緣設置低溫區其溫度為870℃，高溫區和低溫區之間的溫度梯度為5℃/cm；通過調節坩堝移動機構4將晶體中心置于梯度溫場的高溫區。退火時間120h。待爐體冷卻后，取出晶體。

坩堝移動機構4包括底盤401、手柄402、兩側滑道403，手柄402在底盤401移動方向的一端，兩側滑道403在底盤401兩側端。

實施例2

如圖1所示，一種實現化合物半導體材料退火的設備，至少包括：石英爐膛1、梯度溫度加熱器2、坩堝3、坩堝移動機構4，坩堝移動機構4固定坩堝3，坩堝移動機構4在石英爐膛1內活動固定，使坩堝3在石英爐膛1左右移動；石英爐膛1有梯度溫度加熱器2。梯度溫度加熱器2是多組。梯度溫度加熱器2是兩端密度低中間密度高分布。

如圖2所示，每一組梯度溫度加熱器中心設置為高溫場區1100-900℃，兩邊緣設置為低溫場區1095-700℃，溫度梯度為5℃/cm。

將長度為60mm的晶體5連同坩堝3放入石英爐膛1，溫度梯度加熱器2的中心設置高溫區，其溫度為900℃；邊緣設置低溫區其溫度為870℃，高溫區和低溫區之間的溫度梯度為5℃/cm；通過調節坩堝移動機構4將晶體中心置于對應的梯度溫場的高溫區。退火時間120h。待爐體冷卻后，取出晶體。

這種退火設備的優點在于1、梯度溫場控制沉淀及夾雜相的運動方向（利用熱遷移機制），受沉淀及夾雜相濃度的影響較小，不存在依靠濃度擴散機制的遷移飽和現象。2、沉淀及夾雜相從中心向兩邊緣遷移，相比傳統退火設備夾雜相從一端向另一端遷移，有效的縮短了運行距離，從而縮短退火時間。3、退火設備爐膛內可分布多段梯度溫場加熱器，實現多塊晶體同時退火。