[實用新型]一種應用于水平布里奇曼法的半導體合成裝置以及砷化鎵多晶的合成裝置

有效

• 申請號: 201821021624.1
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN209243238U
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 雷仁貴;肖亞東;談笑天
• 申請（專利權）人: 漢能新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B11/00
• 分類號: C30B11/00;C30B28/06;C30B29/42
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 宋丹氫;張天舒

本實用新型公開了一種應用于水平布里奇曼法的半導體合成裝置以及砷化鎵多晶的合成裝置，其中，該半導體合成裝置包括密閉反應管、第一爐體和第二爐體，其中，第一爐體和第二爐體由中間管道連接，反應管放置在由第一爐體、中間管道、第二爐體共同限定的爐腔中，對應第一爐體和第二爐體分別單獨設置溫度控制裝置，其中，反應管在水平方向的不同位置處布置有多個水平舟容器，多個水平舟容器包括至少一個第一層水平舟容器，在第一層水平舟容器的至少一個上設置有支架裝置，在支架裝置上疊置一第二層水平舟容器，其中，支架裝置設置為支撐所述第二層水平舟容器，并在第一層水平舟容器和第二層水平舟容器之間提供間隙。本實用新型的裝置允許一次制作多個品質優良的晶棒。

技術領域

本實用新型涉及針對采用水平布里奇曼法的半導體制備裝置(水平舟生產法)的改進。

背景技術

水平布里奇曼法是由Bridgman研制成功的一種制備大面積定型薄片狀晶體的方法，又稱為水平舟法，簡稱為HB法。HB法應用相當廣泛，在化合物半導體晶體的生長方面，尤其如此，另外還可以用于半導體材料的摻雜上。HB法是將生長晶體的原料或摻雜原料放在一種器皿中，器皿放入圓管中，抽真空后封閉管口；用定向凝固法或定向區熔法生長晶體或使用合適的半導體摻雜方法進行半導體的摻雜。

金敏等人介紹的水平定向凝固法合成砷化鎵多晶(上海應用技術學院學報，2014年9月，187-190)，在一個由8段控單晶溫組成的爐體中，分別有5段高溫區、1段中溫區，2段低溫區。將砷和鎵分別放置在石英舟中并安置于石英管的一端，石英管抽真空封焊后放入水平定向凝固爐中，并將鎵的一端放在高溫區，砷端處于低溫區域。低溫區溫度控制在630℃左右，高溫區溫度控制在1250-1255℃，通過控制不同段的降溫工藝，實現砷化鎵多晶的定向凝固。

CN 107268085A公開了一種半絕緣砷化鎵多晶摻碳的制備裝置，包括一圓筒形的加熱裝置，所述加熱裝置的一端為源區，另一端為生長區，所述加熱裝置的控制溫度從所述源區至所述生長區遞增；所述加熱裝置內固定設置有一石英管，所述石英管內與所述源區相對應的位置相鄰設置有用于盛放石墨粉的第一PBN舟和用于盛放第Ⅲ-Ⅳ族氯化物、氟化物或氧化物的第二PBN舟，所述石英管內與所述生長區相對應的位置設有一用于盛放砷化鎵多晶的第三PBN舟；所述石英管在反應時為真空密封狀態。

實用新型內容

[要解決的技術問題]

當前本領域普遍將水平舟容器水平方向布置于密閉反應管的不同位置，因反應管內部的空間有限，進一步限制了水平舟容器的布置方式。本領域未見在反應管中將水平舟疊置的空間布置方案，特別地，沒有提出使水平舟穩定疊置的設計，以及控制疊置水平舟之間間隙的技術手段。

為了同時生產多個半導體晶棒，發明人設計了實現多個水平舟容器疊置的構造，以期有效并穩定地控制疊置水平舟容器之間的空隙。進一步，多個水平舟容器疊置制得的多個半導體晶棒的均勻性品質仍有提高的空間。采用水平布里奇曼法合成晶棒時，由于熱輻射等原因，高溫區與低溫區的溫度不易控制，經常出現石英管變形和開裂等導致的多晶料氧化或砷泄露，以及多晶料尾部合成不完全等問題。

[技術方案]

為了解決上述問題，提出了本實用新型。

本實用新型的第一方面提供了一種應用于水平布里奇曼法的半導體合成裝置，其中，該合成裝置包括密閉反應管、第一爐體和第二爐體，其中，所述第一爐體和所述第二爐體由中間管道連接，所述反應管放置在由所述第一爐體、所述中間管道、所述第二爐體共同限定的爐腔中，對應所述第一爐體和第二爐體分別單獨設置溫度控制裝置，其中，所述反應管在水平方向的不同位置處布置有多個水平舟容器，所述多個水平舟容器包括至少一個第一層水平舟容器，在所述第一層水平舟容器的至少一個上設置有支架裝置，在所述支架裝置上疊置一第二層水平舟容器，其中，所述支架裝置設置為支撐所述第二層水平舟容器，并在所述第一層水平舟容器和第二層水平舟容器之間提供間隙。