[發明專利]一種14吋砷化鎵單晶爐及其拉1?13根單晶生長方法

在審

• 申請號: 201710102779.1
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106757307A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 易德福;守建川
• 申請（專利權）人: 江西德義半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/42
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司32293
• 代理人: 韓鳳

1.一種14吋砷化鎵單晶爐，其特征在于：包括14吋爐膛、2吋PBN組件、保溫棉、爐芯、石英管、環形加熱片、封蓋；

所述14吋爐膛呈圓筒狀，所述14吋爐膛內沿其高度方向分為3-10段溫場，所述3-10段溫場的區域內設有多個溫控點，所述石英管設置在14吋爐膛內的底部，所述爐芯設置在石英管內，所述石英管與爐芯之間設有保溫棉，所述環形加熱片固定在14吋爐膛的內壁上，并且環形加熱片靠近石英管的一面呈鋸齒狀，所述2吋PBN組件整體呈圓柱狀，其底部呈漏斗狀，安裝在石英支撐內部，所述封蓋設置在14吋爐膛的頂部開口處。

2.根據權利要求1所述的14吋砷化鎵單晶爐，其特征在于：溫控點的數量為21-35個，3-10段溫場的上段區域內均勻分布有3-10個溫控點，3-10溫場的中段區域內均勻分布有15個溫控點，3-10段溫場的下段區域內均勻分布有3-10個溫控點。

3.根據權利要求1所述的14吋砷化鎵單晶爐，其特征在于：所述2吋PBN組件的數量為13個，以3-2-3-2-3的任意排列方式均勻排列。

4.根據權利要求1-3任一項所述的14吋砷化鎵單晶爐拉1-13根單晶的方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1用1.5小時加熱升溫到3-10段溫場的上段區域1150-1200℃、中段區域1280-1350℃、下段區域1220-1260℃，然后保溫1.5小時；

(2)將砷化鎵多晶、籽晶裝入2吋PBN組件中，再放在石英管內抽真空，當真空度為6.5×10^-3Pa后，通過氫氧焰對石英管進行封焊，然后將石英管放入14吋爐膛內；

(3)通過溫控點控制3-10段溫場內的生長溫度，加熱升溫到3-10段溫場的下段區域1200℃、5-6段溫場的中段區域1300℃、3-4段溫場的下段區域1240℃，保溫1.5小時，使原料熔融，然后保持3-10段溫場的上、中段區域溫度不變，3-10段溫場的下段區域穩定降低為1180℃，降溫時間為24小時，使晶體肩部穩定生長，然后勻速降低溫度，使3-10段溫場的下段區域1160℃、3-10段溫場的中段區域1280℃、3-10段溫場的下段區域1220℃，降溫時間為12小時，使晶體等徑部分穩定生長；

(4)當砷化鎵晶體結晶結束后，爐內溫度降低至1150℃，保溫12h，然后以25℃/小時將至室溫，晶體生長完畢，得到1-13根砷化鎵單晶。

5.根據權利要求4所述的方法步驟制備的砷化鎵單晶的長度為120-350mm。