[發(fā)明專利]一種用于液相外延工藝中的母液測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111423656.0
• 申請(qǐng)日: 2021-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114112089A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張超;魏唯;程文進(jìn);陳李松;周光偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
• 主分類號(hào): G01K7/02
• 分類號(hào): G01K7/02;G01K1/08;G01K1/14
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于液相外延工藝中的母液測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法，此測(cè)溫裝置包括測(cè)溫機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)，所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)通過(guò)所述固定機(jī)構(gòu)固定于所述升降機(jī)構(gòu)上，所述升降機(jī)構(gòu)位于外舟上；所述密封機(jī)構(gòu)密封套設(shè)于所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)上，并與內(nèi)舟的支撐管密封對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)舟內(nèi)部腔體的密封。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、密封性好、測(cè)溫精準(zhǔn)可靠且靈活等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及半導(dǎo)體設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液相外延工藝中的母液測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法。

背景技術(shù)

液相外延設(shè)備是一種通過(guò)使溶液中析出固相物質(zhì)并沉積在襯底上生成單晶薄層的半導(dǎo)體工藝設(shè)備，其中垂直式的液相外延能提供大批量和大面積相同性能材料。液相外延生長(zhǎng)工藝最關(guān)鍵的影響因素便是溫度，尤其是基片開(kāi)始外延時(shí)的碲鎘汞母液溫度，這一溫度的準(zhǔn)確性直接影響了母液過(guò)冷度的估計(jì)，過(guò)冷度直接決定了外延生長(zhǎng)速率和外延材料質(zhì)量。而在實(shí)際的外延生長(zhǎng)系統(tǒng)中，外延生長(zhǎng)發(fā)生時(shí)的母液過(guò)冷度往往無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)，其原因在于：

如圖1所示，現(xiàn)有熱偶裝在石墨舟內(nèi)舟上方的支撐管內(nèi)，隨內(nèi)舟同步升降，外延之前內(nèi)舟整個(gè)都在母液上方，熱偶距母液較遠(yuǎn)，無(wú)法測(cè)量母液溫度。外延開(kāi)始后，內(nèi)舟下降，熱偶雖接近母液，但仍在母液上方接近母液的地方，且中間隔著舟體材料，測(cè)到的仍不是母液的真實(shí)溫度，而是石墨舟內(nèi)舟的溫度。而且測(cè)溫?zé)崤家劳杏谑壑喂苤?，因此在生長(zhǎng)工藝進(jìn)行過(guò)程中不能保持靜止，測(cè)溫點(diǎn)隨著內(nèi)舟移動(dòng)會(huì)不可避免的引起溫度的漂移。

因此，已有的垂直式液相外延設(shè)備無(wú)法實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)量碲鎘汞母液的溫度，從而對(duì)垂直液相外延生長(zhǎng)工藝帶來(lái)非常不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精準(zhǔn)且測(cè)溫靈活的用于液相外延工藝中的母液測(cè)溫裝置及測(cè)溫方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種用于液相外延工藝中的母液測(cè)溫裝置，包括測(cè)溫機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)，所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)通過(guò)所述固定機(jī)構(gòu)固定于所述升降機(jī)構(gòu)上，所述升降機(jī)構(gòu)位于外舟上；所述密封機(jī)構(gòu)密封套設(shè)于所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)上，并與內(nèi)舟的支撐管密封對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)舟內(nèi)部腔體的密封。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述測(cè)溫機(jī)構(gòu)包括測(cè)溫?zé)犭娕己蜏y(cè)溫套管，所述測(cè)溫?zé)犭娕嫉踉O(shè)于所述測(cè)溫套管內(nèi)。

所述密封機(jī)構(gòu)包括內(nèi)套管、外套管和固定件，所述固定件緊固于內(nèi)舟的支撐管上，所述內(nèi)套管套設(shè)于所述測(cè)溫套管上，所述內(nèi)套管的一端設(shè)有與所述測(cè)溫套管相適配的第一軸孔，所述內(nèi)套管的另一端設(shè)有與所述第一軸孔相連通的第二軸孔，所述第二軸孔的孔徑大于所述第一軸孔的孔徑，所述第二軸孔內(nèi)設(shè)置有第一密封組件，所述內(nèi)套管于第二軸孔一側(cè)的端部設(shè)有壓緊螺母，所述壓緊螺母與所述第二軸孔螺紋連接來(lái)壓緊第一密封組件，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)套管與測(cè)溫套管之間的密封；

所述內(nèi)套管的一端與內(nèi)舟的支撐管之間設(shè)置有第二密封組件，所述外套管套設(shè)于所述內(nèi)套管的外側(cè)，且內(nèi)套管的外側(cè)設(shè)置有臺(tái)階，所述外套管的一端與臺(tái)階相抵，且外套管和固定件相連來(lái)壓緊第二密封組件，以實(shí)現(xiàn)內(nèi)套管與支撐管之間的密封。

所述第一密封組件包括多個(gè)第一密封圈和密封環(huán)，多個(gè)第一密封圈與多個(gè)密封環(huán)依次交錯(cuò)布置；所述第二密封組件包括第二密封圈和密封墊，所述密封墊位于所述內(nèi)套管與支撐管端部之間，所述第二密封圈套設(shè)于所述支撐管上且與內(nèi)套管的端部相抵。

所述內(nèi)套管與外套管上均設(shè)置有相互對(duì)接的加壓孔，用于向所述內(nèi)套管與測(cè)溫套管之間充入預(yù)設(shè)壓力的氣體進(jìn)行正壓保持。

所述內(nèi)套管與外套管之間設(shè)置有一條或多條凹槽以形成壓力腔體，各所述凹槽的兩側(cè)均設(shè)置有第三密封圈。

所述固定機(jī)構(gòu)包括固定卡環(huán)、導(dǎo)向座和固定螺帽，所述導(dǎo)向座與所述升降機(jī)構(gòu)相連，所述測(cè)溫套管通過(guò)固定卡環(huán)固定在導(dǎo)向座內(nèi)，所述測(cè)溫?zé)犭娕紕t通過(guò)固定螺帽吊設(shè)于所述測(cè)溫套管內(nèi)。