HVPE密闭式手动加镓装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了HVPE密闭式手动加镓装置，它包括：镓容器（1）；镓舟（2），所述镓舟位于镓容器下方；第一手动阀门（3），所述第一手动阀门连通于镓容器底部；第二手动阀门（4），所述第二手动阀门分别与第一手动阀门和镓舟连通；第一气动阀（5），所述第一气动阀一端接入在第一手动阀门和第二手动阀门之间，另一端与外界连通。本实用新型专利技术的有益效果是利用控制系统，实现密闭人工加镓，能很好的去除加镓装置的空气和加镓过程中空气的进入。大大改善了因加镓污染腔体的环境。更好地保证反应腔反应环境同时提高了产品的良率，减小了不必要的生产成本。而且所用装置的结构简单消耗件少，更有效地降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
HVPE密闭式手动加镓装置
本技术涉及半导体材料与设备
，特别涉及氢化物气相外延(HVPE)技术生长氮化物半导体材料时，HVPE密闭式手动加镓装置。
技术介绍
GaN是继第一代以硅为代表的半导体材料和第二代以砷化镓为代表的半导体材料之后，迅速发展起来的第三代半导体材料。GaN具有直接能带结构，禁带宽度为3.4eV,还具有热导率高、电子饱和漂移速率大、击穿场强高、介电常数小等特性。因此在蓝、绿光和紫外光发光二极管（LED)、短波长激光二极管（LD）、紫外探测器和功率电子器件等多个领域都有广泛的应用前景，由于GaN体单晶的制备比较困难,难以得到大尺寸和质量比较好的体单晶GaN衬底，所以GaN的外延生长通常是以异质外延的方式进行的。但理论和实验都表明，采用GaN作衬底同质外延器件时，器件性能得到大幅度提高。因此制造GaN衬底成为人们关注的焦点。HVPE是一种比较经典氢化物汽相外延设备，借助于高温化学汽相生产工艺来生产单晶材料，其工艺成熟、设备相对简单、可控性好、制造成本低，生长速率较快，一般可以达到100μm/h，十分适合制备自支撑氮化物衬底材料。HVPE生长氮化物的主要原理是：以金属镓作为III族镓源，氨气(NH3)作为V族氮源，氯化氢(HCl)作为反应气体并在载气(氢气或是氮气)的携带下，通过镓舟，与其中的金属镓发生化学反应，生成氯化镓(GaCl)，在通过载气(氢气或是氮气)的携带下在衬底上方与NH3反应生成GaN，并在衬底上沉积，主要的化学反应如下：2HCl(g)+2Ga(l)＝2GaCl(g)+H2(g)GaCl(g)+NH3(g)＝GaN(S)+HCl(g)+H2(g)氢化物气相外延设备为化合物生长工艺设备，主要用于在高温环境下通过如H2、HCl等氢化物气体，使衬底表面外延生长一层如GaAs、GaN等的厚膜或晶体。由于反应腔和镓舟空间的限制，镓舟中的镓源只能生长一段时间，每次用完之前都要人工加镓，加镓都要拆开腔体的法兰，且腔体的压力小于大气压，这样就会有大量的空气和颗粒物吸入腔体内部，给反应腔内部环境造成污染，从而影响晶圆片的质量。而且加镓时腔体温度比较高，为了安全起见，需要降一定的温度才能加镓，完成后在升温，这样一来会加长加镓的时间。且频繁的升降温，设备一些连接处就会因为热胀冷缩而导致气密性不好。中国专利技术专利公告号CN105986313B公开了一种镓源自动补给及回收装置，设计了一种含镓舟、连通器、控制阀、附加镓舟、加热器、液位控制器、控制系统及发动机的镓源自动补给及回收装置。利用连通器的工作原理，设计控制镓源的自动补给及回收，而该装置仍然存在安装时会有少量空气和颗粒物残留在连通器、控制阀内，会带来污染。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是现有的HVPE会有杂质污染，为此提供一种HVPE密闭式手动加镓装置。本技术的技术方案是：HVPE密闭式手动加镓装置,它包括：镓容器；镓舟，所述镓舟位于镓容器下方；第一手动阀门，所述第一手动阀门连通于镓容器底部；第二手动阀门，所述第二手动阀门分别与第一手动阀门和镓舟连通；第一气动阀，所述第一气动阀一端接入在第一手动阀门和第二手动阀门之间，另一端与外界连通。上述方案的改进是还包括第二气动阀，所述第二气动阀与镓舟连通。上述方案的进一步改进是所述镓容器上连通有PN2管道。上述方案的更进一步改进是所述PN2管道上接入有阀。上述方案中所述PN2管道有两个。本技术的有益效果是利用第一手动阀门、第二手动阀门、第一气动阀构成的控制系统，实现密闭人工加镓，能很好的去除加镓装置的空气和加镓过程中空气的进入。大大改善了因加镓污染腔体的环境。更好地保证反应腔反应环境同时提高了产品的良率，减小了不必要的生产成本。而且所用装置的结构简单消耗件少，更有效地降低生产成本。附图说明图1是本技术示意图；图中，1、镓容器，2、镓舟，3、第一手动阀门，4、第二手动阀门，5、第一气动阀，6、第二气动阀。具体实施方式下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。如图1所示，本技术包括：镓容器1；镓舟2，所述镓舟位于镓容器下方；第一手动阀门3，所述第一手动阀门连通于镓容器底部；第二手动阀门4，所述第二手动阀门分别与第一手动阀门和镓舟连通；第一气动阀5，所述第一气动阀一端接入在第一手动阀门和第二手动阀门之间，另一端与外界连通。本技术设计了一种含镓舟、控制系统、镓容器构成的手动加镓装置，最大限度解决手动加镓污染腔体环境而导致每次加完镓生长前几炉生长质量相对差等问题。利用改变腔体压力来实现镓源的注入，当整套装置安装完毕后，腔体中的镓舟和装镓容积都通入PN2，打开第二气动阀、第二手动阀、第一气动阀，控制腔体压力大于大气压，这样镓舟中的PN2从第一气动阀中排出，可以带走手动加镓系统装置安装过程中管道中的空气，然后关闭第一气动阀，控制腔体压力小于大气压，缓慢打开第一手动阀门，这样镓源会缓慢注入到镓舟中。这样整个加镓过程中没有空气进入腔体。很好的改善了晶圆片的良率，而且所用装置的结构简单，更有效地降低生产成本。为了更好的控制镓舟通入的PN2，优选还包括第二气动阀6，所述第二气动阀与镓舟连通。为了便于控制镓容器内通入的PN2，所述镓容器上连通有PN2管道。PN2管道上接入有阀，该PN2管道可以是两个，甚至多个。本技术的镓舟安装设备腔体内部，主要用于反应镓源的存放和在特定环境中反应，生成我们所有的晶圆。控制系统安装在镓舟和镓容积中间，主要用于去除管道中的空气和镓源的注入。镓容器在整个控制系统的上方，主要用存放镓源。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.HVPE密闭式手动加镓装置,其特征是：它包括：镓容器（1）；镓舟（2），所述镓舟位于镓容器下方；第一手动阀门（3），所述第一手动阀门连通于镓容器底部；第二手动阀门（4），所述第二手动阀门分别与第一手动阀门和镓舟连通；第一气动阀（5），所述第一气动阀一端接入在第一手动阀门和第二手动阀门之间，另一端与外界连通。/n

【技术特征摘要】
1.HVPE密闭式手动加镓装置,其特征是：它包括：镓容器（1）；镓舟（2），所述镓舟位于镓容器下方；第一手动阀门（3），所述第一手动阀门连通于镓容器底部；第二手动阀门（4），所述第二手动阀门分别与第一手动阀门和镓舟连通；第一气动阀（5），所述第一气动阀一端接入在第一手动阀门和第二手动阀门之间，另一端与外界连通。


2.如权利要求1所述的HVPE密闭式手动加镓装置,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李枝旺，王亮，
申请(专利权)人：镓特半导体科技铜陵有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34