[實用新型]一種制備大尺寸化合物塊晶的裝置

有效

• 申請號: 201821281687.0
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN208685106U
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張格梅
• 申請（專利權）人: 張格梅
• 主分類號: C30B25/00
• 分類號: C30B25/00;C30B29/36
• 代理公司: 南京申云知識產權代理事務所(普通合伙) 32274
• 代理人: 邱興天

本實用新型公開了一種制備大尺寸化合物塊晶的裝置。該設備包括金屬液化系統、金屬多級碎化系統、化合物反應系統及化合物晶粒沉積生長系統，金屬液化系統設置在金屬多級碎化系統的上方，化合物反應系統設置在金屬多級碎化系統側面，而化合物晶粒沉積生長系統設置在化合物反應系統的側面。該設備具有效率高、寄生反應少、環境影響小的優點，使用此設備所制成的多元金屬化合物塊晶則具有大尺寸、高厚度和位錯率低的特性，且位錯率低，有效解決了使用其它設備，合成多元金屬化合物塊晶的生長速率低、尺寸小及微孔多等問題。

技術領域

本實用新型涉及粉末冶金、化學化工、半導體材料制造技術領域，尤其涉及的是一種制備大尺寸化合物塊晶的裝置。

背景技術

目前，單晶、多元金屬化合物襯底市場緊缺，價格昂貴、一貨難求。通常，單晶、多元金屬化合物襯底是由單晶、多元金屬化合物塊體材料切割、打磨、拋光而成，由此，單晶、多元金屬化合物塊體材料是生產單晶襯底的關鍵源體材料。

典型的制備單晶、多元金屬化合物塊晶材料使用的設備為HVPE設備、MOCVD設備、MBE設備等。所謂HVPE是指在特定條件下，使物質的原子或分子有規則排列，定向生長在襯底的表面上，獲得連續、完整的并與襯底晶格結構有對應關系的單晶層，稱為外延層，而此過程稱為外延生長；MOCVD是在HVPE的基礎上，發展起來的一種新型氣相外延生長技術；MBE類似于真空蒸發鍍把構成晶體的各個組分和予摻雜的原子或分子，以一定的熱運動速度，按一定的比例從噴射爐中噴射到基片上去進行晶體外延生長而制備單晶膜的一種方法。無論HVPE、MOCVD或MBE設備，費時、效率低，不易規模化生產，而且位錯率高、微孔多。

實用新型內容

本實用新型為解決現有技術的不足：如何快速有效的生產高質量的化合物塊晶，提供了一種制備大尺寸化合物塊晶的裝置。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：本實用新型包括金屬液化系統，金屬多級碎化系統，化合物反應系統及化合物晶粒沉積生長系統；其為直立水平混合結構，金屬液化系統設置在金屬多級碎化系統的上方，化合物反應系統設置在金屬多級碎化系統側面，而化合物晶粒沉積生長系統設置在化合物反應系統的側面。

優選地，所述金屬液化系統包括：金屬真空容器及金屬導流管，金屬導流管連通于金屬真空容器的底部，而另一端直接與金屬多級碎化系統連通。

優選地，所述金屬多級碎化系統包括：金屬碎化室、金屬高壓霧化機構、金屬高溫汽化機構及未碎化的金屬液排出口；金屬高壓霧化機構設置在金屬碎化室的頂部，金屬高溫汽化機構設置在化合物反應系統頂部的入口處，未碎化的金屬液排出口設置在在金屬碎化室的底部。

優選地，所述化合物反應系統包括：化合物反應室、化合物反應室入口、化合物晶粒出口及化合物粗顆粒排出口，化合物反應室入口設置在化合物反應室的頂部，化合物晶粒出口設置在化合物反應室的中部，化合物粗顆粒排出口設置在化合物反應室的底部。

優選地，所述化合物晶粒沉積生長系統包括：化合物沉積生長室、化合物沉積生長室入口、多余氣體隔離板、化合物晶粒隔離板、化合物沉積生長槽及沉積生長槽托板；化合物沉積生長室分為三個區域，即冷區，低溫區及高溫區；冷區設置在化合物沉積生長室的上部，低溫區設置在化合物沉積生長室的中部，高溫區設置在化合物沉積生長室的下部，化合物沉積生長室入口設置在化合物沉積生長室中部的低溫區內，多余氣體隔離板設置在冷區與低溫區之間，化合物晶粒隔離板設置在低溫區與高溫區之間，化合物沉積生長槽設置在化合物沉積生長室底部的上方，沉積生長槽托板設置在化合物沉積生長槽的下面。