The invention relates to a photo-gas coupled crystal growth device, which comprises a reaction kettle body, a laser source, a crucible and a seed crystal. The seed crystal is arranged in a crucible, and a crucible through-pass is opened on one side of the crucible. The laser source is injected into the crucible tangentially through the crucible through-pass and propagates in the crucible in an echo wall propagation mode. Compared with the existing technology, the laser source of the invention is propagated from one side of the crucible. When the laser source is injected into the crucible at tangential position, it propagates along the inner wall of the crucible in the mode of echo wall propagation, which makes the input laser source fully coupled with nitrogen, and efficiently stimulates more nitrogen ionization, thus accelerating the dissolution of nitrogen into the reaction solution, increasing the nitrogen content in the reaction solution, and greatly improving the crystal growth efficiency.
【技术实现步骤摘要】
一种光气耦合晶体生长装置
本专利技术涉及晶体材料生长
,特别是涉及一种光气耦合晶体生长装置。
技术介绍
氮化镓(GaN)作为最重要的Ⅲ族氮化物半导体,属于宽带隙半导体材料,在光电子器件等诸多应用领域中,厚膜GaN作为同质外延衬底将对器件性能提高起到巨大的推动作用。目前GaN晶体厚膜的研制方法,主要是金属有机化学气相沉积法、氢化物气相外延法、分子束外延法以及纳流法等,其中采用纳流法可得到较好的晶体质量和较快的晶体生长速度。现有的纳流法一般将钠等碱金属作为溶剂,可在比较温和的条件下液相生长GaN等氮化物晶体,但在液相生长GaN晶体中,晶体生长质量和速率又将受到晶种模版表面Ga-Na溶液中氮浓度的影响,现有中有采用旋转、摇摆及搅拌等方法促进氮气与Ga源的混合,但混合效率较为不理想,如中国技术说明书CN201620579933.5公开的一种N浓度分布均衡的GaN晶体生长装置,包括密封釜体,釜体内设有坩埚,釜体的上盖连接有被动搅拌轴,利用驱动转盘和被动搅拌机构的配合对GaN生长溶液进行搅拌,现有中也存在向坩埚内射入光能量以激发氮气电离,加速氮溶入反应溶液中,提高生长速度,如中国技术专利说明书CN206512322U公开一种光作用的晶体生长装置,包括反应釜、坩埚和加热器,坩埚设在反应釜内,反应釜上设有延伸至坩埚内的光传输通道,该光传输通道与光源连接使光源发出的光线经光传输通道射入坩埚内,光传输通道的下端位于坩埚内的溶液液面的上方或内部,因而氮与光源的电离反应位置仅仅限制在光传输通道的端部,同时也必须配备搅拌叶片来驱动空气流动,未能充分使氮与光源高效地快速耦合,进 ...
【技术保护点】
1.一种光气耦合晶体生长装置,包括反应釜体、激光光源、坩埚和籽晶,籽晶设于坩埚内,其特征在于,坩埚一侧开设有坩埚通光口,激光光源通过坩埚通光口以切向位置射入坩埚内、并在坩埚内以回音壁传播模式传播。
【技术特征摘要】
1.一种光气耦合晶体生长装置,包括反应釜体、激光光源、坩埚和籽晶,籽晶设于坩埚内,其特征在于,坩埚一侧开设有坩埚通光口,激光光源通过坩埚通光口以切向位置射入坩埚内、并在坩埚内以回音壁传播模式传播。2.根据权利要求1所述的一种光气耦合晶体生长装置,其特征在于,激光光源的光传播路径设有至少一个交叉节点、且激光光源在该交叉节点处形成有光强最强区域。3.根据权利要求2所述的一种光气耦合晶体生长装置,其特征在于,坩埚的形状设置为结形结构、哑铃型结构或“8”字形结构,以激光光源在坩埚内回音壁式传播并激光光源交叉形成有光强最强区域。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种光气耦合晶体生长装置,其特征在于,还包括至少一个喷风口,至少一个喷风口喷送气体至反应溶液。5.根据权利要求4所述的一种光气耦合晶体生长装置,其特征在于,喷风口可垂直喷吹或倾斜喷吹气体至反应溶液,喷风口的喷送流速可恒定不变或周期性改变。6.根据权利要求4所述的一种光气...
【专利技术属性】
技术研发人员:李成明,杨功寿,陈建,倪绿军,郑小平,张国义,
申请(专利权)人:北京大学东莞光电研究院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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