[實(shí)用新型]一種晶體生長裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922114666.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN211005717U
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙有文;段滿龍;盧偉;楊俊;劉京明
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海鼎泰芯源晶體有限公司
• 主分類號: C30B29/10
• 分類號: C30B29/10;C30B11/00;C30B33/02
• 代理公司: 廣東朗乾律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 閆有幸;楊煥軍

本實(shí)用新型公開一種晶體生長裝置，涉及晶體制備技術(shù)領(lǐng)域；包括晶體生長爐；其特征在于，還包括底座以及角度調(diào)整裝置；所述晶體生長爐具有轉(zhuǎn)軸，所述晶體生長爐通過所述轉(zhuǎn)軸安裝在所述底座上，與所述底座可活動連接；所述角度調(diào)整裝置的驅(qū)動端連接所述晶體生長爐的所述轉(zhuǎn)軸；所述角度調(diào)整裝置驅(qū)動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動以調(diào)整所述晶體生長爐的傾斜角度。本實(shí)用新型的晶體生長裝置結(jié)合相應(yīng)的晶體制備工藝，除了滿足晶體生長的需求，同時還能滿足晶體退火的需求以及脫堝前的準(zhǔn)備，保證了工序的連貫性，減少了部分人工作業(yè)；并且能夠減少脫堝過程中對坩堝的損傷，使得長晶過程中出現(xiàn)欒晶及花晶的比例明顯降低，進(jìn)一步提高了晶體的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及晶體制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種晶體生長裝置。

背景技術(shù)

磷化銦InP是極具戰(zhàn)略性的重要半導(dǎo)體材料之一，在光通信、毫米波高頻、低噪聲、寬帶微電子集成等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。

目前磷化銦單晶生長方法主要是VGF法(垂直梯度凝固法)和VB法(垂直布里奇曼法)。采用VGF法進(jìn)行晶體生長具有重復(fù)性好、可生長大直徑晶體、位錯密度缺陷低等優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用。

一般，采用VGF法時需采用高質(zhì)量、高純度的熱解氮化硼坩堝(PBN坩堝)來進(jìn)行晶體生長，PBN坩堝采用底部為漏斗形狀的結(jié)構(gòu)，從而使生成的晶體的底部為錐形結(jié)構(gòu)；目前采用VGF法進(jìn)行晶體制備的工藝流程包括：晶體生長-脫堝-晶體退火；在晶體生長加熱的過程中，生成的晶體與PBN坩堝內(nèi)之間會包裹一層覆蓋劑氧化硼層，由于晶體的比重重于覆蓋劑氧化硼，因此晶體受重力向下，而導(dǎo)致晶體的錐形部分與坩堝間的氧化硼層非常薄(參考圖1)；晶體生長完成之后需要降溫至室溫，此時氧化硼固化后變得非常牢固，其與PBN坩堝貼合的比較緊密；之后的脫堝工序是將石英安瓿瓶生長管從單晶爐體中取出后，進(jìn)行安瓿瓶破碎，將PBN坩堝取出，然后再經(jīng)過90℃的水浴和(6-8)小時超聲波的共同作用下，氧化硼逐漸溶于水，最終使得磷化銦晶體和PBN坩堝脫離；再之后的晶體退火是對脫堝的晶體棒進(jìn)行切片處理，然后將晶體切片與紅磷放入石英安瓿瓶內(nèi)，蓋上石英封帽，進(jìn)行退火處理，退火時間約為60小時±10小時。

上述可知，在傳統(tǒng)的脫堝工序中，由于晶體的錐形部分與坩堝間的氧化硼非常薄，使得晶體的錐形部分的氧化硼與水接觸面比較小，該部分較難溶于水，從而造成晶體的錐形部分脫鍋困難，往往晶體與PBN坩堝分離時會對坩堝內(nèi)壁造成嚴(yán)重的損傷，因此通常的PBN坩堝的使用次數(shù)在2-3次左右就需要更換，并且坩堝內(nèi)壁劃傷會產(chǎn)生孿晶現(xiàn)象。另外，退火工序持續(xù)時間往往需要數(shù)十小時，持續(xù)時間長，并且還需要將取出的晶體棒重新裝入石英管，可能會造成晶體切片沾污而最終影響晶體的品質(zhì)。

現(xiàn)有的晶體生長裝置的晶體生長爐采用的是固定的結(jié)構(gòu)，僅能過滿足晶體生長的需求，晶體的退火步驟需要將晶體脫堝后，重新封管，再進(jìn)行高溫退火，退火步驟可以使用現(xiàn)有晶體生長裝置，也可使用單獨(dú)的退火裝置進(jìn)行退火，無論使用哪種裝置其工序不連貫，并且中間需要較多的人工作業(yè)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在提供一種晶體生長裝置，能夠減少晶體制備工序，減少晶體脫堝過程中對坩堝的損傷，保證了單晶的質(zhì)量以及節(jié)約成本。本實(shí)用新型的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種晶體生長裝置，包括晶體生長爐；其特征在于，還包括底座以及角度調(diào)整裝置；所述晶體生長爐具有轉(zhuǎn)軸，所述晶體生長爐通過所述轉(zhuǎn)軸安裝在所述底座上，與所述底座可活動連接；所述角度調(diào)整裝置的驅(qū)動端連接所述晶體生長爐的所述轉(zhuǎn)軸；所述角度調(diào)整裝置驅(qū)動所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動以調(diào)整所述晶體生長爐的傾斜角度。

作為具體地技術(shù)方案，所述晶體生長爐的爐體為圓柱形結(jié)構(gòu)，所述晶體生長爐的轉(zhuǎn)軸為凸出所述爐體表面、且相對于所述爐體的縱軸軸對稱的兩點(diǎn)處。

作為具體地技術(shù)方案，所述晶體生長爐具有容納石英安瓿瓶的腔體，圍繞所述腔體，設(shè)置有加熱爐。

作為具體地技術(shù)方案，所述加熱爐將所述晶體生長爐劃分有若干個溫區(qū)。