[發明專利]一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置及方法

在審

• 申請號: 201810331557.1
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108411357A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 劉凱;吳磊;王遵義;吳峰;李東;王克旭
• 申請（專利權）人: 天津市環歐半導體材料技術有限公司
• 主分類號: C30B13/12
• 分類號: C30B13/12;C30B13/28;C30B29/06
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

1.一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置，所述摻雜裝置與區熔爐(1)連通，其特征在于：包括保護氬氣管路(2)、摻雜氬氣管路(3)、摻雜氣體管路(4)、摻雜罐(5)、摻雜氣入爐管路(6)及排氣管路(7)；所述摻雜氬氣管路(3)及所述摻雜氣體管路(4)的輸出端均與所述摻雜罐(5)的進氣口連通，所述摻雜罐(5)的出氣口與所述摻雜氣入爐管路(6)的輸入端連通；所述摻雜氣入爐管(6)的輸出端及所述保護氬氣管路(2)的輸出端均與區熔爐(1)的中爐室(20)連接；所述排氣管路(7)的進氣端與所述區熔爐(1)內腔連通；所述保護氬氣管路(2)、所述摻雜氬氣管路(3)、所述摻雜氣體管路(4)、所述摻雜氣入爐管路(6)及排氣管路(7)上均設有質量流量計(8)；所述摻雜罐(5)上設有壓力控制器(9)。

2.根據權利要求1所述的一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置，其特征在于：所述摻雜氣體管路(4)包括相互獨立的第一摻雜氣體管路(10)和第二摻雜氣體管路(11)；所述第一摻雜氣體管路(10)及所述第二摻雜氣體管路(11)的輸出端通過摻雜氣體轉換開關(12)選擇性的與所述摻雜罐(5)連通。

3.根據權利要求1所述的一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置，其特征在于：所述摻雜罐(5)包括罐體(13)及設于所述罐體(13)內腔的混勻裝置。

4.根據權利要求3所述的一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置，其特征在于：所述混勻裝置包括多個設置于所述罐體(13)內腔的翅片(14)，多個所述翅片(14)之間形成交錯的氣體流動通道。

5.根據權利要求1到4任一項所述的一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置，其特征在于：所述排氣管路(7)包括上排氣管路(15)及下排氣管路(16)；所述上排氣管路(15)的進氣端與所述區熔爐(1)的上爐室(17)內腔連通，所述下排氣管路(16)的進氣端與所述區熔爐(1)的下爐室(18)內腔連通；所述上排氣管路(15)及所述下排氣管路(16)上均設有氣體過濾器(19)及質量流量計(8)。

6.根據權利要求5所述的一種提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置，其特征在于：所述保護氬氣管路(2)、所述摻雜氬氣管路(3)、所述第一摻雜氣體管路(10)、所述第二摻雜氣體管路(11)、所述上排氣管路(15)及所述下排氣管路(16)上均設有氣體過濾器(19)。

7.一種采用權利要求1所述的提高區熔氣相摻雜穩定性的摻雜裝置進行氣相摻雜的方法，其特征在于：在區熔法生長氣摻單晶的擴肩階段進行氣摻操作，包括以下步驟：

(1)開啟保護氬氣管路，調整保護氬氣管路上的質量流量計，控制保護氬氣按照設定參數通過保護氬氣管路進入區熔爐的爐膛內；

(2)開啟排氣管路，調整排氣管路上的質量流量計，確保區熔爐的爐膛壓力在設定值范圍內；

(3)根據實際情況選擇合適的摻雜氣體；

(4)開啟摻雜氣體管路及摻雜氬氣管路，調整摻雜氣體管路及摻雜氬氣管路上的質量流量計至設定值，摻雜氣體經摻雜氣體管路進入摻雜罐內，摻雜氬氣經摻雜氬氣管路進入摻雜罐內，摻雜氬氣及摻雜氣體在摻雜罐內均勻混合；

(5)開啟摻雜氣入爐管路，調整摻雜氣入爐管路上的質量流量計至設定值，摻雜管內混合均勻的摻雜氬氣及摻雜氣體經摻雜氣入爐管路進入中爐室內，調整摻雜罐上的壓力控制器，保障摻雜罐內壓力大于區熔爐的爐膛壓力。