[發(fā)明專利]一種氮化鎵晶體生長系統(tǒng)的泄放氨工序和生長方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011455906.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN112695373B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬焜;邵文鋒;林岳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國鎵芯科（深圳）半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B7/10
• 分類號(hào): C30B7/10;C30B29/40
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本發(fā)明公開了一種氮化鎵晶體生長系統(tǒng)的泄放氨工序和生長方法，屬于氮化鎵晶體生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，泄放氨工序包括以下步驟：S1、反應(yīng)容器內(nèi)的液態(tài)氨自然揮發(fā)形成氣態(tài)氨氣，并排放至尾氣處理裝置中，直至反應(yīng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)恢復(fù)至一個(gè)大氣壓；S2、打開真空裝置，反應(yīng)容器內(nèi)的剩余氣態(tài)氨氣抽至尾氣處理裝置中；S3、啟動(dòng)氮供應(yīng)裝置，向反應(yīng)容器內(nèi)充入氮?dú)?，直至反?yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)恢復(fù)至一個(gè)大氣壓；S4、重復(fù)S2?S3步驟若干次，真空裝置抽出反應(yīng)容器內(nèi)的氣體，完成泄放氨工序；本發(fā)明通過氨氣自然排出、抽氣、充氮、再抽氣、再充氮的循環(huán)，將反應(yīng)容器內(nèi)部的氨氣濃度降至極低，從而大幅度地降低氨氣殘留于反應(yīng)容器內(nèi)，避免對(duì)操作者身體和環(huán)境造成的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氮化鎵晶體生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氮化鎵晶體生長系統(tǒng)的泄放氨工序和生長方法。

背景技術(shù)

氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高、介電常數(shù)小等獨(dú)特的性能，使其在光電子器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測(cè)器等方面具有廣闊的市場(chǎng)前景。

氮化鎵單晶的生長方法有氫化物氣相外延法、高壓氮?dú)馊谌芊ā睙岱?、Na助熔劑法等，其中氨熱法應(yīng)用較為廣泛。

使用氨熱法生長氮化鎵單晶時(shí)，氨作為溶劑被填充至反應(yīng)容器中，同時(shí)經(jīng)過一定時(shí)間的晶體生長好后，需要泄放掉被填充的氨，然后打開發(fā)應(yīng)容器，取出生長的晶體。

現(xiàn)有授權(quán)公告號(hào)為CN110042459B的一件中國發(fā)明專利提供了一種氮化鎵晶體生產(chǎn)系統(tǒng)及其填充氨的方法，其具體介紹了一種為氮化鎵晶體生長提供純氨環(huán)境的生長系統(tǒng)，并且還公開了一種利用上述生長系統(tǒng)如何向反應(yīng)容器當(dāng)中填充純氨的方法。

上述填充純氨的方法具體為：打開氨供應(yīng)裝置相關(guān)的閥門，使預(yù)定量的氨從氨供應(yīng)裝置通過氨流量控制器以氣態(tài)的形式進(jìn)入氨儲(chǔ)存裝置中，并利用冷卻裝置使氨液化，待到使用時(shí)，利用加熱裝置對(duì)氨儲(chǔ)存裝置和反應(yīng)容器進(jìn)行加熱，氨以氣態(tài)進(jìn)入反應(yīng)容器中，以供反應(yīng)容器中的氮化鎵晶體生長。

但是上述技術(shù)方案存在以下問題：上述方案在排放氨處理當(dāng)中，僅公開了采用抽真空裝置和抽真空管道將氨儲(chǔ)存裝置和反應(yīng)容器當(dāng)中的氨抽出，但沒有公開具體的抽出方式，若采用本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的抽氣方式后，反應(yīng)容器當(dāng)中仍會(huì)有少量的氨氣殘留，該部分氨長時(shí)間滯留于反應(yīng)容器中，會(huì)對(duì)操作者的皮膚組織都有腐蝕和刺激作用同時(shí)，對(duì)眼和呼吸道粘膜也有刺激作用。因此本發(fā)明將針對(duì)該點(diǎn)，提出一種進(jìn)一步降低反應(yīng)容器內(nèi)殘留氨濃度的泄放氨工序。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氮化鎵晶體生長系統(tǒng)的泄放氨工序和生長方法，以解決上述的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種氮化鎵晶體生長系統(tǒng)的泄放氨工序，所述泄放氨工序應(yīng)用于氮化鎵晶體的生長系統(tǒng)，所述生長系統(tǒng)包括氨供應(yīng)裝置、氮供應(yīng)裝置、氨純化器、反應(yīng)容器、冷卻裝置、真空裝置和尾氣處理裝置；

通過充氨管道組，所述氨供應(yīng)裝置、氨純化器和反應(yīng)容器依次相連通；通過進(jìn)氮管道組，所述氮供應(yīng)裝置分別連通氨供應(yīng)裝置和反應(yīng)容器；通過泄氨管道組，所述反應(yīng)容器、真空裝置和尾氣處理裝置依次相連通；

所述泄氨管道組包括連通反應(yīng)容器和真空裝置的第一泄氨管、連通真空裝置和尾氣處理裝置的第二泄氨管，以及連通第一泄氨管和第二泄氨管的第三泄氨管；

所述第一泄氨管與第三泄氨管的連通處至真空裝置之間設(shè)有第一泄氨閥，所述第二泄氨管與第三泄氨管的連通處至真空裝置之間設(shè)有第二泄氨閥，所述第三泄氨管設(shè)有第三泄氨閥；

所述反應(yīng)容器通過容器閥與第一泄氨管連接；

所述泄放氨工序包括以下步驟：