水平舟生产法的反应装置和半导体制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于水平舟生产法的反应装置和水平舟生产法的半导体制备方法。该装置包括密闭反应管，所述反应管在水平方向的不同位置处布置有水平舟容器，其中，所述水平舟容器包括至少一个第一层水平舟容器，在所述第一层水平舟容器的至少一个上设置有支架装置，在所述支架装置上叠置一第二层水平舟容器，其中，所述支架装置设置为支撑所述第二层水平舟容器，并在所述第一层水平舟容器和第二层水平舟容器之间提供间隙。本发明专利技术提供的装置和方法可实现水平舟的更灵活布置，并改进半导体的生产工艺。

Reaction device and semiconductor manufacturing method for horizontal boat production method

The invention discloses a reaction device for a horizontal boat production method and a semiconductor preparation method for a horizontal boat production method. The device comprises an airtight reaction tube arranged at different positions in the horizontal direction with a horizontal boat container, wherein the horizontal boat container comprises at least one first-layer horizontal boat container, and at least one first-layer horizontal boat container is provided with a bracket device, and a second bracket device is superimposed on the bracket device. The support device is arranged to support the second-tier horizontal vessel and provides a gap between the first-tier horizontal vessel and the second-tier horizontal vessel. The device and method provided by the invention can realize more flexible arrangement of the horizontal boat and improve the semiconductor production process.

【技术实现步骤摘要】
水平舟生产法的反应装置和半导体制备方法
本专利技术属于水平舟生产法
，具体涉及一种用于水平舟生产法的反应装置和利用该反应装置的半导体制备方法。
技术介绍
水平布里奇曼法是由Bridgman研制成功的一种制备大面积定型薄片状晶体的方法，又称为水平舟法，简称为HB法。HB法应用相当广泛，在化合物半导体晶体的生长方面，尤其如此，另外还可以用于半导体材料的掺杂上。HB法是将生长晶体的原料或掺杂原料放在一种器皿中，器皿放入圆管中，抽真空后封闭管口；用定向凝固法或定向区熔法生长晶体或使用合适的半导体掺杂方法进行半导体的掺杂。金敏等人介绍的水平定向凝固法合成砷化镓多晶(上海应用技术学院学报，2014年9月，187-190)，在一个由8段控单晶温组成的炉体中，分别有5段高温区、1段中温区，2段低温区。将砷和镓分别放置在石英舟中并安置于石英管的一端，石英管抽真空封焊后放入水平定向凝固炉中，并将镓的一端放在高温区，砷端处于低温区域。低温区温度控制在630℃左右，高温区温度控制在1250-1255℃，通过控制不同段的降温工艺，实现砷化镓多晶的定向凝固。CN107268085A公开了一种半绝缘砷化镓多晶掺碳的制备装置，包括一圆筒形的加热装置，所述加热装置的一端为源区，另一端为生长区，所述加热装置的控制温度从所述源区至所述生长区递增；所述加热装置内固定设置有一石英管，所述石英管内与所述源区相对应的位置相邻设置有用于盛放石墨粉的第一PBN舟和用于盛放第Ⅲ-Ⅳ族氯化物、氟化物或氧化物的第二PBN舟，所述石英管内与所述生长区相对应的位置设有一用于盛放砷化镓多晶的第三PBN舟；所述石英管在反应时为真空密封状态。
技术实现思路
[要解决的技术问题]本专利技术的目的在于提供一种用于水平舟生产法的反应装置和利用该反应装置进行合成的方法。本专利技术希望改善当前的水平舟放置方式，从而能够更灵活地布置反应物，或者增加一次反应中所获得的晶棒(晶片)产品的数量。[技术方案]本专利技术的第一方面提供了一种用于水平舟生产法的反应装置，包括密闭反应管，所述反应管在水平方向的不同位置处布置有水平舟容器，其中，所述水平舟容器包括至少一个第一层水平舟容器，在所述第一层水平舟容器的至少一个上设置有支架装置，在所述支架装置上叠置一第二层水平舟容器，其中，所述支架装置设置为支撑所述第二层水平舟容器，并在所述第一层水平舟容器和第二层水平舟容器之间提供间隙。本专利技术的第二方面提供了一种砷化镓多晶合成装置，包括本专利技术第一方面的用于水平舟生产法的反应装置。本专利技术的第三方面提供了一种水平舟生产法的半导体制备方法，使用本专利技术第一方面的反应装置。[有益效果]当前本领域普遍将水平舟容器水平方向布置于密闭反应管的不同位置。考虑反应管是圆形的，水平舟容器的内部是中空半圆形的，两个半圆形的舟难以叠置，容易导致结构不稳定，而且反应管内部的空间有限，进一步限制了水平舟容器的布置方式。本专利技术提出发现了非常有利于上层舟放置的支架设置结构。基于此，本专利技术提出将水平舟容器叠层放置，特别适合改进HB法的合成装置。本专利技术的多个水平舟容器叠层放置的构造稳定，可使反应正常地顺利进行，提高生产效率，节省了成本。在不增加反应管容积的情况下，允许制作多根晶棒。此外，本专利技术提供的反应装置，可进一步改善半导体的合成、半导体掺杂工艺。本专利技术提供了在密闭反应管中将水平舟容器叠置的设计，特别提供了在第一层水平舟容器上设置支架装置，在支架装置上叠置第二层水平舟容器的独特设计。相比传统设计，有利于开发新的半导体制备工艺，新的半导体合成方法，以及新的半导体产品。附图说明图1是本专利技术一个实施例的反应装置示意图；图2是本专利技术一个实施例的反应装置示意图；图3是本专利技术一个实施例的反应装置示意图；图4是本专利技术一个实施例的反应装置示意图；图5是本专利技术所用水平舟容器的一个实施例的投影示意图；图6是本专利技术一个实施例所用水平舟容器的投影示意图；图7是本专利技术一个实施例所用水平舟容器的投影示意图；图8是本专利技术一个实施例所用水平舟容器的横截面示意图；图9是本专利技术一个实施例所用水平舟容器的横截面示意图；图10是本专利技术一个实施例所用水平舟容器的俯视图；图11是本专利技术一个实施例所用支架的结构示意图；图12是本专利技术一个实施例所用支架的结构示意图。具体实施方式下文结合附图描述本专利技术的实施方式。通篇附图中采用相似的附图标记描述相似或相同的部件。这里披露的不同特征可以单独使用，或者彼此改变组合，没有规定将本专利技术限定于文中描述的特定组合。由此，所描述的实施方式不用于限定权利要求的范围。说明中可能采用短语“在一实施方式中”、“在实施方式中”、“在一些实施方式中”，或者“在其他实施方式中”，分别可以各指根据本文披露的一个或多个相同或者不同的实施方式。还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。[实施例1]如图1所示，实施例1的用于水平舟生产法(HB法)的反应装置，包括密闭反应管1，该反应管1在不同位置处共布置有三个水平舟容器。密闭反应管1的左侧放置有第一层水平舟容器2，在第一层水平舟容器2上设置有支架装置3，在支架装置3上叠置第二层水平舟容器4。支架装置3设置为支撑第二层水平舟容器4，并在第一层水平舟容器2和第二层水平舟容器4之间限定出预设的间隙，以供反应物从被叠置的水平舟中进出。密闭反应管1的右侧布置另外一个水平舟容器5。在具体的应用中，通常设计为，反应管1的水平不同的区域提供不同的温度设定，不同的水平舟中有反应物升华与另外的水平舟中的反应物反应。[实施例2]类似于实施例1，不同之处在于，实施例2中共设置了4个水平舟，其中分为两组，两组水平舟都采取叠置的布置方式。如图2所示，在密闭反应管1，反应管1在水平方向的两端布置两个第一层水平舟容器2，在两个第一层水平舟容器2上分别设置有支架装置3，在支架装置3上叠置第二层水平舟容器4。支架装置3设置为支撑第二层水平舟容器4，并在第一层水平舟容器2和第二层水平舟容器4之间提供间隙。[实施例3]类似于实施例1、2，如图3所示，在本专利技术实施例3中，在反应管1的水平方向布置三组水平舟容器，第一组为两个水平舟叠置，第一层水平舟容器2上设置有支架装置3，在支架装置3上叠置第二层水平舟容器4。另外两组水平舟容器5分别单独设置于水平方向的中间位置和右侧位置。[实施例4]类似于实施例1、2、3，不同之处在于，实施例4提供了3组双层叠置的水平舟。如图4所示，在密闭反应管1，于水平方向布置三个第一层水平舟容器2，在第一层水平舟容器2上分别设置有支架装置3，在支架装置3上分别叠置三个第二层水平舟容器4，其中，支架装置3设置为支撑第二层水平舟容器4，并在第一层水平舟容器2和第二层水平舟容器4之间提供预设间隙。通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水平舟生产法的反应装置，包括密闭反应管，所述反应管在水平方向的不同位置处布置有水平舟容器，其中，所述水平舟容器包括至少一个第一层水平舟容器，在所述第一层水平舟容器的至少一个上设置有支架装置，在所述支架装置上叠置一第二层水平舟容器，其中，所述支架装置设置为支撑所述第二层水平舟容器，并在所述第一层水平舟容器和第二层水平舟容器之间提供间隙。

【技术特征摘要】
1.一种用于水平舟生产法的反应装置，包括密闭反应管，所述反应管在水平方向的不同位置处布置有水平舟容器，其中，所述水平舟容器包括至少一个第一层水平舟容器，在所述第一层水平舟容器的至少一个上设置有支架装置，在所述支架装置上叠置一第二层水平舟容器，其中，所述支架装置设置为支撑所述第二层水平舟容器，并在所述第一层水平舟容器和第二层水平舟容器之间提供间隙。2.根据权利要求1所述的反应装置，其中，所述支架装置为单独设置的部件。3.根据权利要求1所述的反应装置，其中，所述支架装置与水平舟容器一体设置。4.根据权利要求3所述的反应装置，其中，所述支架装置与第一层水平舟容器的上部或者第二层水平舟容器的下部一体设置。5.根据权利要求1-4中任一项所述的反应装置，其中，所述水平舟容器包括主体部分，所述主体部分设置在水平舟容器大致中部，该主体部分的横截面为大致U形。6.根据权利要求1-5任一项所述的反应装置，其中，所述支架装置为桥状部件，所述桥状部件两端分别搭扣于第一层水平舟的与所述反应管的轴向大致平行布置的两个侧壁上。7.根据权利要求6所述的反应装置，其中，所述支架装置的中部设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷仁贵，肖亚东，谈笑天，
申请(专利权)人：汉能新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11