本发明专利技术公开了一种防止母液粘舟的液相外延石墨舟，该石墨舟主要包括：底座、底板、滑移块和回收舟，其中底座的中间开有凹槽；底板嵌入底座的凹槽内，它的中间开有放置回收舟和衬底的两个空腔孔，回收舟空腔内放置用来回收废弃母液的石墨回收舟，衬底空腔的下半部放置用来调节衬底高度的石墨垫片，衬底放在石墨垫片的上面；滑移块位于底板的上方，可以水平方向自由滑移，它的中间开有数个等间隔的母液槽，用来放置不同组分的薄膜生长母液，母液槽的上方盖着石墨盖板。本发明专利技术的优点是：外延薄膜生长后母液能够与石墨舟分离，避免了冷却过程中母液与石墨舟的粘连，解决了其它石墨舟无法生长母液粘舟的薄膜生长体系的难题。
【技术实现步骤摘要】
一种防止母液粘舟的液相外延石墨舟技术领城本专利技术涉及生长半导体单晶薄膜的液相外延设备用石墨舟，特别是指一种 高温熔融状态下可以分离母液防止母液粘舟的石墨舟，它适用于冷却后母液会 粘连石墨舟的液相外延薄膜的生长体系。 皆景拔术目前，液相外延薄膜生长过程中所用的石墨舟按结构可以分为层叠式(见 一种用于碲镉汞液相外延薄膜材料生长的带有母液清除装置的石墨舟，中国专利CN1360090A， 2002)与遂穿式(见Method of depositing expitaxial semiconductor layers from the liquid phase ，United States Patent，US3753801. 1973) 二大类，它们具有不同的优缺点，分别应用于不同的薄膜生长体系，互 为补充，极大丰富了液相外延的应用。然而，对于生长结束冷却至室温后母液 牢牢粘住石墨舟的情况，目前的石墨舟都无法使用。例如，以单质Te与Cd为 原料，采用富Te方法于65(TC下生长CdTe薄膜时，尽管在熔融状态下液态的母 液容易与石墨舟分离，但生长结束冷却至室温后，剩余的废弃母液不仅牢牢粘 住母液槽，而且把滑移舟与底板紧紧粘在一起，使得石墨舟无法进行下一次的 生长，只得泡在王水中待其完全反应后才能取出，这增加了生长的难度和延长 了生长周期。 发朋内泉本专利技术的目的是提供一种在高温熔融状态下可以分离废弃母液的石墨舟， 使废弃母液与石墨舟分离，有效地解决冷却后母液粘舟这一技术问题。本专利技术一种防止母液粘舟的液相外延石墨舟结构如图1所示，它包括底 座l、底板2、滑移块3、盖板4、回收舟6，其中底座l的中间开有凹槽，底板2正好嵌入此凹槽中；底板2的结构如附图2所示，其中间开有两个空腔201、 202，空腔201内放置用来回收废弃母液的回收舟6，空腔202用于放置石墨垫 片5和衬底7;底板2上表面的两侧有导向导轨203，滑移块3插在导轨203之 间，并可以沿导向导轨203方向自由滑移，滑移块3的结构如附图3所示，它 的中间开有数个等间隔的母液槽301，用来放置不同组分的生长母液，在母液槽 301的上端开有凹槽302使盖板4刚好能嵌入此凹槽302中盖住母液槽。本专利技术的优点在于石墨舟的底板2上增加了一个放置废液回收舟6的空 腔201，废弃的母液在高温熔融状态下能够被推入回收舟6中，从而使外延薄膜 生长后母液能够与石墨舟分离，防止了冷却过程中母液与石墨舟的粘连。液相 外延设备配备本专利技术的石墨舟后可以用来生长冷却至常温时母液会粘连石墨舟 的薄膜，从而拓宽了液相外延方法的应用范围。 附图说明图1为生长前本专利技术的剖面结构示意图。图2为石墨底板的平面结构示意图。图3为滑移块的平面结构示意图。图4为外延时本专利技术的剖面结构示意图。图5为废液回收后本专利技术的剖面结构示意图。图中l一底座，101—固定孔，2—底板，201—回收舟空腔，202—衬底空腔，203—导向导轨，3—滑移块，301—母液槽 302—盖板凹槽，4一盖板，5—石墨垫片，6—回收舟 7—衬底，8—母液具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明 如图1所示，本专利技术的实施例采用层叠式结构，石墨舟分为上、中和下三 层。下层为底座l，它的中间开有与底板2形状和尺寸一致的凹槽，用来镶嵌 安装底板2，底板2左侧开有长方形孔101用来固定石墨舟；中间层是镶嵌在底座1中间的凹槽中的底板2，其结构如附图2所示，在底板2的中间开有两 个空腔，即安放回收舟6的空腔201和安放石墨垫片5和衬底6的空腔202， 在底板2上表面两侧配置有导向导轨203，滑移块3可以沿导轨203自由移动； 最上层是滑移块3，其结构如附图3所示，它的中间开有四个等间隔的母液槽 301，用来放置不同组分的母液8，在母液槽301的上端开有与盖板4形状、尺 寸相同的凹槽302，盖板4可以嵌入液槽301上方的凹槽302中使母液8封闭 在母液槽中。本专利技术石墨舟各部分的关键尺寸要求如下底板2上回收舟空腔201与底板2左侧的距离应大于滑移块3长度的1/2， 以防止滑移块在移动时滑出底板；回收舟空腔201的形状与回收舟6—致，为 防止母液在空腔201和回收舟6之间的间隙中残留，回收舟空腔201长、宽、 高三维尺寸只能略大于回收舟6尺寸0.1mm 0. 15mm;衬底空腔202的长和宽 应大于其上方母液槽301尺寸，若母液槽301的水平方向尺寸为XXY，则衬 底空腔202的尺寸为(X+lmm) X (Y+2mm)。回收舟6的容积要大于母液槽301的体积，对于生长多层薄膜，其容积 大于母液槽301体积的2倍。石墨垫片5是用来调节衬底7的高度，要求衬底7与底板2之间的间隙不 大于0.15mm。因此，对于不同厚度的衬底7，需要选择不同厚度的垫片5。本专利技术石墨舟的一般使用步骤为(1) 按照图1所示的位置把原料装入石墨舟滑移块3中的母液槽301中， 将石墨舟装入液相外延炉的石英加热管中，加热管中的石英棒插在底座1上的 长方形孔101中将固定石墨舟在加热管中，在石英加热管抽真空至系统压强 〈0"Pa后，通入H2，然后升温至最高温度，即晶体生长温度Tg+4(TC，保温约 3h。(2) 保温结束后，以2"C/min恒定的速率降温，当温度下降至晶体生长温 度Tg时，推动滑移块3至图4所示的位置，开始在衬底7上生长晶体。(3)晶体生长结束后，推动滑移块3至图5所示的位置，残留的母液8 自动流入回收舟6，当母液完全进入回收舟后，迅速降低温度，结束生长。权利要求1.本专利技术的一种防止母液粘舟的液相外延石墨舟，包括底座(1)、底板(2)、滑移块(3)、盖板(4)、垫片(5)，其特征在于A它还有一个回收残余母液(8)的回收舟(6)；B底座(1)的中间开有放置底板(2)的凹槽，它的一端开有一个长方形的固定孔(101)；C底板(2)中间开有放置回收舟(6)的空腔(201)与放置衬底(7)的空腔(202)，其上表面还设置有控制滑移块(3)移动方向的导向导轨(203)；D滑移块(3)中间开有数个用来放置不同组分的薄膜生长母液(8)的等间隔的母液槽(301)；母液槽(301)的上端开有用来镶嵌盖板(4)的凹槽(302)；E垫片(5)的厚度是可调的。2.根据权利要求1所述的一种防止母液粘舟体系的液相外延石墨舟，其特 征在于所说的底板(2)上的回收舟空腔(201)离底板(2)左侧的距离应大 于滑移块3长度的1/2;回收舟空腔(201)的形状与回收舟(6) —致，并且其 长、宽、高三维尺寸只能略大于回收舟(6)尺寸0.1mm 0. 15mm;衬底空腔(202) 尺寸为长-Y+2mm 宽-X+lmm其中X代表母液槽(301)的宽度，Y代表母液槽(301)的长度。3. 根据权利要求1所述的一种防止母液粘舟体系的液相外延石墨舟，其特 征在于所说的回收舟(6)的容积大于母液槽(301)体积的2倍。4. 根据权利要求1所述的一种防止母液粘舟体系的液相外延石墨舟，其特 征在于所说的滑移块(3)上的各个母液槽(301)之间是等间距的，其不等 间距误差不大于O.lmm。5. 根据权利要求1所述的一种防止母液粘舟体系的液相外延石墨舟，其特 征在于所说的垫片(6)的厚度应保本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术的一种防止母液粘舟的液相外延石墨舟，包括：底座（１）、底板（２）、滑移块（３）、盖板（４）、垫片（５），其特征在于：Ａ它还有一个回收残余母液（８）的回收舟（６）；Ｂ底座（１）的中间开有放置底板（２）的凹槽，它的一端开有一个长方形的固定孔（１０１）；Ｃ底板（２）中间开有放置回收舟（６）的空腔（２０１）与放置衬底（７）的空腔（２０２），其上表面还设置有控制滑移块（３）移动方向的导向导轨（２０３）；Ｄ滑移块（３）中间开有数个用来放置不同组分的薄膜生长母液（８）的等间隔的母液槽（３０１）；母液槽（３０１）的上端开有用来镶嵌盖板（４）的凹槽（３０２）；Ｅ垫片（５）的厚度是可调的。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓惠勇，王奇伟，戴宁，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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