CN203834049U - 一种化合物半导体材料生长装置 - Google Patents

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盛丽娜
程翠然
李阳
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Abstract

本实用新型涉及一种化合物半导体生长装置，属于半导体材料生长工艺技术领域。其特征是：至少包括炉架、生长炉体、装载生长材料的石英坩埚、坩埚移动机构、上下恒温电阻丝加热炉、电阻丝、生长炉移动机构，生长炉体在炉架上平面内放置，生长炉体为一侧开口的管状结构，上下恒温电阻丝加热炉也为管状结构，上下恒温电阻丝加热炉外径小于生长炉体的内径，可使上下恒温电阻丝加热炉在生长炉体内移动；在上下恒温电阻丝加热炉一侧连接有生长炉移动机构；上下恒温电阻丝加热炉中心管道与坩埚移动机构活动连接，坩埚移动机构放置石英坩埚。该装置能实现化合物晶体的不同方法生长。

Description

一种化合物半导体材料生长装置
技术领域
本实用新型涉及一种化合物半导体生长装置，属于半导体材料生长工艺技术领域。
技术背景
文献J Crystal Growth，2003,254:285报道的移动加热器法（Travelling heater method，THM）是一种生长高质量单晶的理想方法，其综合了液相外延与区熔提纯的共同优点。可以在远低于晶体熔点的温度下生长纯度高、组分均匀、缺陷密度低的优质单晶。布里奇曼法（Bridgman method）是采用移动坩埚经过梯度温场，使晶体结晶的办法同样被认为是低成本、高效率生长优质晶体的方法。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种化合物半导体材料生长装置，以便实现化合物晶体的不同方法生长。
本实用新型的目的是这样实现的，一种化合物半导体生长装置，其特征是：至少包括炉架、生长炉体、装载生长材料的石英坩埚、坩埚移动机构、上下恒温电阻丝加热炉、电阻丝、生长炉移动机构，生长炉体在炉架上平面内放置，生长炉体为一侧开口的管状结构，上下恒温电阻丝加热炉也为管状结构，上下恒温电阻丝加热炉外径小于生长炉体的内径，可使上下恒温电阻丝加热炉在生长炉体内移动；在上下恒温电阻丝加热炉一侧连接有生长炉移动机构；上下恒温电阻丝加热炉中心管道与坩埚移动机构活动连接，坩埚移动机构放置石英坩埚。
所述的恒温电阻丝加热炉沿管臂绕有电阻丝，电阻丝按中心密度大、两端密度小分布，形成温度梯度场。
所述的温度梯度场高温区设置为1200℃-1250℃，低温区设置1000℃-1050℃。
所述的恒温电阻丝加热炉设置温度为1000℃-1050℃。
本实用新型的优点是：生长炉体为一侧开口的管状结构，上下恒温电阻丝加热炉也为管状结构，上下恒温电阻丝加热炉外径小于生长炉体的内径，可使上下恒温电阻丝加热炉在生长炉体内移动；在上下恒温电阻丝加热炉一侧连接有生长炉移动机构；上下恒温电阻丝加热炉中心管道与坩埚移动机构活动连接，坩埚移动机构放置石英坩埚，通过坩埚移动机构移动坩埚实现高质量单晶生长，同时也可以保持坩埚位置不变，设定晶体生长炉运动速度，使加热器与坩埚保持合适的速度相对位移，达到与坩埚移动同样的效果。
下面结合附图进一步描述本实用新型的内容。
附图说明
图1是本实用新型实施例（为移动坩埚、移动加热器两种方法的化合物半导体材料生长装置的）结构示意图。
图中，1、炉架；2、生长炉体；3、石英坩埚；4、坩埚移动机构；5、上下恒温电阻丝加热炉；6、电阻丝；7、生长炉移动机构。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，包括炉架1、生长炉体2、装载生长材料的石英坩埚3、坩埚移动机构4、上下恒温电阻丝加热炉5、电阻丝6、生长炉移动机构7，生长炉体2在炉架1上平面内放置，生长炉体2为一侧开口的管状结构，上下恒温电阻丝加热炉5也为管状结构，上下恒温电阻丝加热炉5外径小于生长炉体2的内径，可使上下恒温电阻丝加热炉5在生长炉体2内移动；为使上下恒温电阻丝加热炉5移动方便，在上下恒温电阻丝加热炉5一侧连接有生长炉移动机构7；上下恒温电阻丝加热炉5中心管道与坩埚移动机构4活动连接，使坩埚移动机构4可在上下恒温电阻丝加热炉5中心管道上下移动；坩埚移动机构4放置石英坩埚3。
上下恒温电阻丝加热炉5沿管臂绕有电阻丝6，电阻丝6按中心密度大、两端密度小分布，形成温度梯度场，温度梯度场高温区设置为1200℃-1250℃，低温区设置1000℃-1050℃。恒温电阻丝加热炉5设置温度为1000℃-1050℃，晶体材料在生长炉中保温13小时，生长炉通过移动机构7以2-3mm/h速度上升移动。
坩埚移动机构4包括底板、底板两侧滑道，底板上有放置石英坩埚3槽体，石英坩埚3放置在槽体内。
生长炉移动机构7包括水平拉杆、垂直拉杆和手柄，水平拉杆一端水平与坩埚移动机构4一侧连接，水平拉杆另一端与垂直拉杆连接，垂直拉杆在生长炉体2外侧，垂直拉杆上端有手柄。
实施例2
实施例2与实施例1的技术方案区别在于装载生长材料的石英坩埚3通过坩埚移动装置4以2-3mm/h的速度下降移动。
实施例3
实施例3与实施例2的技术方案区别在于装载生长材料的石英坩埚3通过坩埚移动装置4以2-3mm/h的速度上升移动。

Claims (4)

1.一种化合物半导体生长装置，其特征是：至少包括炉架（1）、生长炉体（2）、装载生长材料的石英坩埚（3）、坩埚移动机构（4）、上下恒温电阻丝加热炉（5）、电阻丝（6）、生长炉移动机构（7），生长炉体（2）在炉架（1）上平面内放置，生长炉体（2）为一侧开口的管状结构，上下恒温电阻丝加热炉（5）也为管状结构，上下恒温电阻丝加热炉（5）外径小于生长炉体（2）的内径，可使上下恒温电阻丝加热炉（5）在生长炉体（2）内移动；在上下恒温电阻丝加热炉（5）一侧连接有生长炉移动机构（7）；上下恒温电阻丝加热炉（5）中心管道与坩埚移动机构（4）活动连接，坩埚移动机构（4）放置石英坩埚（3）。
2.根据权利要求1所述的一种化合物半导体生长装置，其特征是：所述的恒温电阻丝加热炉（5）沿管臂绕有电阻丝（6），电阻丝（6）按中心密度大、两端密度小分布，形成温度梯度场。
3.根据权利要求2所述的一种化合物半导体生长装置，其特征是：所述的温度梯度场的高温区设置为1200℃-1250℃，低温区设置1000℃-1050℃。
4.根据权利要求1所述的一种化合物半导体生长装置，其特征是：所述的恒温电阻丝加热炉（5）设置温度为1000℃-1050℃。
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