[發明專利]氧化鎵晶體生長裝置及生長方法

在審

• 申請號: 202011443881.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112680780A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 狄聚青;朱劉;劉運連;薛帥;唐俊杰
• 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;C30B29/16
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本公開提供了一種氧化鎵晶體生長裝置及生長方法，氧化鎵晶體生長裝置包括坩堝、坩堝托、爐體、溫控裝置和蓋板。坩堝具有第一端和第二端，坩堝的第一端設置有用于盛裝籽晶的籽晶腔，且籽晶腔封閉，坩堝的第二端通過蓋板密封，蓋板上開設有溢氣孔；爐體設置有爐腔，坩堝位于爐腔內，且坩堝支撐于坩堝托上；爐腔由下至上依次設置有第一溫區、第二溫區和第三溫區，溫控裝置設置于第一溫區、第二溫區和第三溫區，用于加熱第一溫區、第二溫區和第三溫區并控制其溫度；坩堝的籽晶腔設置于第一溫區，坩堝的第二端設置于第三溫區。氧化鎵晶體生長裝置及生長方法使得制備得到的氧化鎵晶體無開裂、色心缺陷且單晶率高，從而晶體純度高且成晶率高。

技術領域

本公開涉及晶體制備領域，尤其涉及一種氧化鎵晶體生長裝置及生長方法。

背景技術

氧化鎵是一種透明的氧化物半導體材料并且是一種寬禁帶半導體晶體，具有良好的熱穩定性和化學穩定性，在大功率、高電壓和高電流密度的設備上具有良好的應用前景。此外氧化鎵還具有導電性能和發光特性，在高溫氣體傳感器和透明導電光電器件上應用廣泛。

常用的氧化鎵晶體生長方法包括導模法、提拉法等。但使用這些生長方法的過程中氧化鎵在高溫時會發生較為嚴重的揮發，對晶體生長產生不利影響，會造成晶體出現開裂、多晶、色心等缺陷，從而造成晶體純度和成晶率不高。

發明內容

鑒于現有技術存在的缺陷，本公開的目的在于提供一種氧化鎵晶體生長裝置及生長方法，使得制備得到的氧化鎵晶體無開裂、色心缺陷且單晶率高，從而晶體純度高且成晶率高。

為了實現上述目的，一方面，本公開提供了一種氧化鎵晶體生長裝置，所述氧化鎵晶體生長裝置包括坩堝、坩堝托、爐體、溫控裝置以及蓋板。所述坩堝具有第一端和第二端，所述坩堝的第一端設置有用于盛裝籽晶的籽晶腔，且所述籽晶腔封閉，所述坩堝的第二端通過蓋板密封，所述蓋板上開設有溢氣孔；所述爐體設置有爐腔，所述坩堝位于所述爐腔內，且所述坩堝支撐于所述坩堝托上；所述爐腔由下至上依次設置有第一溫區、第二溫區和第三溫區，所述溫控裝置設置于所述第一溫區、所述第二溫區和所述第三溫區，用于加熱所述第一溫區、所述第二溫區和所述第三溫區并控制所述第一溫區、所述第二溫區和所述第三溫區的溫度；所述坩堝的所述籽晶腔設置于所述第一溫區，所述坩堝的第二端設置于所述第三溫區。

在一實施例中，坩堝包括肩部和等徑部，所述肩部連接于所述等徑部和所述籽晶腔之間；沿爐腔的上下方向，所述籽晶腔和所述肩部的連接位置位于所述第一溫區的高度的1/2位置處。

在一實施例中，所述坩堝的所述肩部的截面為圓錐形，且圓錐角為60°-120°。

在一實施例中，所述蓋板為銥金蓋板。

在一實施例中，所述溫控裝置設置為多個，多個所述溫控裝置分別設置于所述第一溫區、所述第二溫區和所述第三溫區以分別獨立控制所述第一溫區、所述第二溫區和所述第三溫區的溫度，所述溫控裝置包括加熱器和控溫熱電偶。

在一實施例中，所述坩堝與所述坩堝托形狀配合地支撐于所述坩堝托上。