The invention relates to a device for growing semiconductor crystals. The device comprises a furnace body, which comprises a supporting platform, a supporting rod vertically fixed on the supporting platform and a heating chamber. The heating chamber forms a closed cylindrical cavity, and a hole is arranged on the supporting rod. The device also includes a ring heater, a quartz tube, a seed crystal, a carbon cap and a hole located in the cavity. A first PBN crucible, a second PBN crucible and a quartz cap are mounted on the support rod; a quartz tube consists of a quartz mouth and a quartz tube extending upward along the quartz mouth. The quartz tube consists of the first section, the second section and the transition section connecting the first and second sections. The first and second sections are straight barrels and the central axis of the first and second sections is the same vertical line. The ferry section is curved, and the radius of the straight tube in the second section is larger than that in the first section.
【技术实现步骤摘要】
半导体晶体的生长装置及方法
本专利技术涉及一种半导体材料制备领域,尤其涉及一种半导体晶体的生长装置及方法。
技术介绍
GaAs具有高的电子迁移率、直接带隙、较宽的禁带宽度等优良的电学性能,在光电子和微电子领域得到了广泛的应用。微电子超高速电路需要高电阻(大于107Ω·cm)的半绝缘GaAs单晶。一般来说,高纯的GaAs本身具有半绝缘性,但由于制备工艺复杂、成本高,工业生产根据补偿机理来制备高电阻的半绝缘GaAs单晶。液封直拉法(LEC)生长的半绝缘砷化镓(Si-GaAs)单晶被广泛用于微波器件和高频集成电路的衬底材料。随着器件和电路向更大功率、更大集成度方向发展,对材料衬底的均匀性、微区均匀性提出了更高的要求。而非掺LEC法生长的Si-GaAs单晶中的高密度位错,往往形成胞状结构;其他杂质和点缺陷的形成与分布与该结构密切相关,并导致GaAs材料电学和光学特性的不均匀。而随着GaAs单晶生长工艺的不断发展,所采用的补偿机理在不断变化。在PBN坩埚坩埚取代石英坩埚后,硅沾污大量减少,因此,非掺杂即可获得稳定的半绝缘GaAs单晶。一般研究认为非掺杂半绝缘GaAs单晶的半绝缘特性是由于晶体中的深能级陷阱EL2能级和浅受主杂质C的补偿平衡而造成。因此,控制C浓度成为获得半绝缘GaAs单晶的重要因素,也是其技术难点,要想获得高电阻半绝缘GaAs单晶,C浓度一般要在1-3×1015cm-3左右。如果按照每炉2寸GaAs计算,需要多晶料大约为2Kg,理论C需求量为0.05mg,现在生产中使用的方法是通过高精度的天平称量来实现定量,操作极其不易。而且,C在GaAs中的分凝系 ...
【技术保护点】
1.一种半导体晶体的生长装置,其特征在于:该装置包括一炉体,炉体包括一支撑平台、垂直固定于支撑平台上的一支撑杆、一加热室,加热室形成封闭的一圆柱形空腔,支撑杆上开设一架设孔,该装置还包括位于空腔内的一环形加热器、一石英管、一籽晶、一碳帽、一第一PBN坩埚、一第二PBN坩埚以及一石英帽,石英管架设于支撑杆上;石英管包括一石英嘴以及沿石英嘴向上延伸的一石英筒,石英筒包括第一段、第二段以及连接第一段和第二段的过渡段,第一段、第二段呈直筒状且第一段和第二段的中心轴线为同一竖直线,过渡段为弧形状,第二段的直筒半径大于第一段的直筒半径。
【技术特征摘要】
1.一种半导体晶体的生长装置,其特征在于:该装置包括一炉体,炉体包括一支撑平台、垂直固定于支撑平台上的一支撑杆、一加热室,加热室形成封闭的一圆柱形空腔,支撑杆上开设一架设孔,该装置还包括位于空腔内的一环形加热器、一石英管、一籽晶、一碳帽、一第一PBN坩埚、一第二PBN坩埚以及一石英帽,石英管架设于支撑杆上;石英管包括一石英嘴以及沿石英嘴向上延伸的一石英筒,石英筒包括第一段、第二段以及连接第一段和第二段的过渡段,第一段、第二段呈直筒状且第一段和第二段的中心轴线为同一竖直线,过渡段为弧形状,第二段的直筒半径大于第一段的直筒半径。2.根据权利要求1所述的半导体晶体的生长装置,其特征在于:所述第一PBN坩埚内置于第一段内,第二PBN坩埚内置于第二段内,且第二PBN坩埚的锥部卡设于过渡段并向下凸伸入第一PBN坩埚上端。3.根据权利要求2所述的半导体晶体的生长装置,其特征在于:所述碳帽垫设于过渡段和第二PBN坩埚的锥部之间。4.根据权利要求3所述的半导体晶体的生长装置,其特征在于:所述石英嘴插入架设孔内并与架设孔贴合,所述第一PBN坩埚的锥部连接籽晶,所述籽晶悬空位于石英嘴内。5.根据权利要求4所述的半导体晶体的生长装置,其特征在于:所述第一PBN坩埚、第二PBN坩埚、石英帽均位于石英管内且第一PBN坩埚、第二PBN坩埚、石英帽自下而上依次连接。6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:王金灵,廖彬,周铁军,刘留,
申请(专利权)人:广东先导先进材料股份有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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