[實用新型]利用承載氣體進(jìn)行磷化物原位注入合成的系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721700715.3
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN207596469U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫聶楓;王書杰;劉惠生;孫同年
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
• 主分類號: C01B25/08
• 分類號: C01B25/08
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 王苑祥

本實用新型公開了一種利用承載氣體進(jìn)行磷化物原位注入合成的系統(tǒng)，涉及一種半導(dǎo)體晶體的合成裝置，包括爐體、設(shè)置在所述爐體的爐腔內(nèi)的坩堝、坩堝加熱裝置、設(shè)置在爐體和坩堝加熱裝置間的保溫裝置、設(shè)置在坩堝上方的磷源爐，其特征在于：在所述爐體上設(shè)有承載氣體進(jìn)氣管和承載氣體排氣管，所述承載氣體進(jìn)氣管穿過爐體與所述磷源爐相通，所述承載氣體排氣管與所述爐體的爐腔相通。本實用新型的有益效果是：在磷化物的合成過程中，通過承載氣體進(jìn)氣管通入惰性氣體（如氮?dú)饣驓鍤猓沟昧讱怏w平穩(wěn)的注入熔體，防止揮發(fā)元素氣體被完全吸收后熔體倒吸入揮發(fā)元素承載器；過程平穩(wěn)，合成效率高，不易發(fā)生揮發(fā)氣體承載器的爆炸現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種半導(dǎo)體晶體的合成裝置，尤其適用于磷化銦、磷化鎵等帶有揮發(fā)性元素化合物半導(dǎo)體材料的合成。

背景技術(shù)

含磷或者硫等元素的化合物廣泛應(yīng)用于電子行業(yè)，是重要的化合物半導(dǎo)體材料。例如，磷化銦、磷化鎵等。由于獨(dú)特的物理特性使其在太赫茲、光通信、微波、毫米波器件、抗輻射太陽能電池等許多高新技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因而，含磷或者硫等元素的化合物，日益受到廣泛的重視。

含磷或者硫等元素的化合物由于其離解壓很高（例如，磷化銦是2.75MPa、磷化鎵是3.2MPa），很難制備。目前的主流技術(shù)為水平布里奇曼法/水平梯度凝固法（HB/HGF法）和注入合成法，但是不管哪種方法都存在石英密封件爆炸的問題，這使得合成制備這些材料的門檻和成本很高。磷化物的注入合成是一種高效快速合成化合物材料的方法，但是由于氣體和熔體反應(yīng)強(qiáng)烈，特別容易發(fā)生倒吸，而引起磷泡爆炸，嚴(yán)重影響了該方法的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型要解決的問題是提供一種利用承載氣體進(jìn)行磷化物原位注入合成的系統(tǒng)，利用惰性氣體作為保護(hù)氣體，將磷源爐中的磷氣體注入坩堝中的熔體中合成磷化物，防止揮發(fā)元素氣體被完全吸收后熔體倒吸入揮發(fā)元素承載器（磷源爐）。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種利用承載氣體進(jìn)行磷化物原位注入合成的系統(tǒng)，包括爐體、設(shè)置在所述爐體的爐腔內(nèi)的坩堝、坩堝加熱裝置、設(shè)置在爐體和坩堝加熱裝置間的保溫裝置、設(shè)置在坩堝上方的磷源爐，其特征在于：在所述爐體上設(shè)有承載氣體進(jìn)氣管和承載氣體排氣管，所述承載氣體進(jìn)氣管穿過爐體與所述磷源爐相通，所述承載氣體排氣管與所述爐體的爐腔相通。

進(jìn)一步的，在所述承載氣體進(jìn)氣管上設(shè)有第一減壓閥和第一流量計，所述第一減壓閥和所述第一流量計位于所述爐體外。

進(jìn)一步的，在所述承載氣體排氣管上設(shè)有第二減壓閥和第二流量計，所述第二減壓閥和所述第二流量計位于所述爐體外。

進(jìn)一步的，在所述爐體上設(shè)有壓力表。

進(jìn)一步的，在所述爐體上設(shè)有觀察窗。

進(jìn)一步的，所述承載氣體排氣管與位于所述爐體外的吸收器內(nèi)的水相通。

進(jìn)一步的，所述磷源爐的結(jié)構(gòu)中包括固體磷裝載器、位于所述固體磷裝載器外的保溫套、設(shè)置在所述保溫套內(nèi)的加熱絲以及連通固體磷裝載器與坩堝內(nèi)熔體的注入管。

進(jìn)一步的，在所述承載氣體進(jìn)氣管上設(shè)有氣體加熱裝置，所述氣體加熱裝置位于爐體的爐腔內(nèi)，所述氣體加熱裝置的結(jié)構(gòu)中包括具有氣體加熱腔的氣體加熱管、設(shè)置在所述氣體加熱管上的氣體加熱絲以及連通所述氣體加熱管與所述磷源爐的氣體注入管。

進(jìn)一步的，在所述氣體加熱管內(nèi)設(shè)有氣體加熱多管管道。

進(jìn)一步的，所述磷源爐和所述承載氣體加熱裝置設(shè)置在連接套內(nèi)，在所述磷源爐和所述承載氣體加熱裝置間設(shè)有隔熱層。