[發明專利]砷化鎵單晶的生長裝置及生長方法

有效

• 申請號: 201810274694.6
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108624948B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 狄聚青;朱劉;李超;高鵬飛;劉運連
• 申請（專利權）人: 廣東先導先進材料股份有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B29/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種砷化鎵單晶的生長裝置，其特征在于：該生長裝置包括用于放置原料的一內坩堝、用于支撐內坩堝的一坩堝托、一外坩堝、一支撐管、一支撐臺、一石英罩以及用于給內坩堝加熱的一加熱器，所述加熱器通過一支架安裝在一導軌上，所述加熱器和支架能夠沿著導軌移動，所述內坩堝放置在坩堝托上，所述坩堝托和內坩堝密封在外坩堝中，所述坩堝托包括第一部分和第二部分，所述第一部分支撐內坩堝的放肩部位，所述第二部分支撐第一部分，所述第一部分和第二部分的導熱系數不同，所述支撐管的一端插設于支撐臺內固定，所述支撐管的另一端垂直支撐于外坩堝底端，將外坩堝固定在支撐管上，所述石英罩與支撐臺形成一密閉空間，所述外坩堝和支撐管置于密閉空間內；所述第一部分的導熱系數在0.1-30W/(m^.k)之間；所述第二部分的導熱系數在0.2-40W/(m^.k)之間，且第一部分的導熱系數小于第二部分的導熱系數。

2.根據權利要求1所述的砷化鎵單晶的生長裝置，其特征在于：所述加熱器由2段-10段組成，每段均可獨立控制。

3.一種砷化鎵單晶的生長方法，采用權利要求1-2任一所述的砷化鎵單晶的生長裝置，其特征在于：其包括如下步驟：

S1、將砷化鎵原料裝入內坩堝中，并將內坩堝和坩堝托裝入外坩堝中，將外坩堝抽真空后密封；

S2、將外坩堝固定在支撐管上，并安裝好石英罩；

S3、移動加熱器，使外坩堝位于加熱器中部位置，形成一縱向溫度梯度；

S4、升溫至1238℃或以上，熔化原料，之后繼續移動加熱器，經過放肩過程、等徑過程、退火過程，完成晶體生長。

4.根據權利要求3所述的砷化鎵單晶的生長方法，其特征在于：外坩堝抽真空至真空度為0.001Pa-0.01Pa。

5.根據權利要求3所述的砷化鎵單晶的生長方法，其特征在于：縱向溫度梯度為0.5-15k/cm。

6.根據權利要求3所述的砷化鎵單晶的生長方法，其特征在于：升溫時，加熱器移動速度為0-5mm/h；放肩過程中移動速度為0.1-2mm/h；等徑過程中移動速度為0.5-5mm/h；退火過程中移動速度為0。

7.根據權利要求3所述的砷化鎵單晶的生長方法，其特征在于：升溫時，加熱器升溫速率為50-200℃/h。

8.根據權利要求3所述的砷化鎵單晶的生長方法，其特征在于：等徑過程中，加熱器溫度保持恒定；退火過程中，加熱器降溫速率為10-200℃/h。