一种新型砷化镓单晶生长装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及半导体单晶生产技术领域，且公开了一种新型砷化镓单晶生长装置，包括固定座、加热炉支撑架、加热炉、石英管、氮化硼坩埚、籽晶，所述加热炉支撑架固定安装在固定座的顶部，所述加热炉的数量为四个，四个所述加热炉分别固定安装在加热炉支撑架的前后左右侧，四个所述加热炉的顶部和底部均设置有开口。该新型砷化镓单晶生长装置，通过启动电机使转轴转动，带动一号锥齿轮和大齿轮转动，配合一号锥齿轮与二号锥齿轮啮合，使拉绳在绕绳辊上收紧或放松，以及大齿轮分别与四个小齿轮啮合，使四个石英管同时在四个加热炉内部进行升降旋转，使四个单晶同步生长，实现了提高砷化镓单晶制备效率的效果。化镓单晶制备效率的效果。化镓单晶制备效率的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型砷化镓单晶生长装置


[0001]本技术涉及半导体单晶生产
，具体为一种新型砷化镓单晶生长装置。

技术介绍

[0002]砷化镓可以制成电阻率比硅、锗高3个数量级以上的半绝缘高阻材料，用来制作集成电路衬底、红外探测器和γ光子探测器等，由于其电子迁移率比硅大5～6倍，故在制作微波器件和高速数字电路方面得到重要应用，用砷化镓制成的半导体器件具有高频、高温、低温性能好、噪声小、抗辐射能力强等优点。
[0003]通常运用布里奇曼法进行砷化镓单晶的制备，布里奇曼法分为水平布里奇曼法和垂直布里奇曼法，由于水平布里奇曼法制备出的砷化镓单晶在使用时损耗量较大，因此通常使用垂直布里奇曼法，又称垂直梯度凝固法，其工艺流程大致为：将合成好的砷化镓多晶料以及籽晶等装入坩埚并密封在抽真空的石英管中，将装好多晶料的石英管垂直放入立式多温区单晶生长炉中，单晶生长炉从下往上分为独立加热的几个温区，生长过程中热场由计算机精确控制，进行升温化料，温度保持、接籽晶、等径生长、降温等过程，生长界面由下端逐渐向上移动，在一定的温度梯度下，单晶从籽晶端开始缓慢向上生长，然而现有的生长装置对砷化镓单晶进行制备时，通常采用单室制备的方式，存在生产效率较低的问题。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本技术提供了一种新型砷化镓单晶生长装置，具备使四个石英管同时在四个加热炉内部进行升降旋转，使四个单晶同步生长的优点，解决了生产效率较低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种新型砷化镓单晶生长装置，包括固定座、加热炉支撑架、加热炉、石英管、氮化硼坩埚、籽晶，所述加热炉支撑架固定安装在固定座的顶部，所述加热炉的数量为四个，四个所述加热炉分别固定安装在加热炉支撑架的前后左右侧，四个所述加热炉的顶部和底部均设置有开口，所述加热炉由外炉体、内胆、真空层、电热管构成，所述内胆固定安装在外炉体的内侧，所述真空层设置在外炉体和内胆之间，所述电热管从上至下均匀设置在真空层的内部左右两侧，所述石英管、氮化硼坩埚、籽晶的数量均为四个，四个所述石英管分别设置在四个所述加热炉的内部，四个所述氮化硼坩埚分别放置在四个所述石英管的内部，四个所述氮化硼坩埚的底部均设置有凹槽，四个所述籽晶分别放置在四个所述氮化硼坩埚的凹槽内，四个所述石英管的管口处均固定安装有环形边沿板，所述加热炉的上方设置有升降转动装置，所述升降转动装置包括L型支撑板、回型板、连接块、滑块、L型固定板、电机、转轴、一号锥齿轮、大齿轮、固定块、绕绳辊、一号转杆、二号锥齿轮、拉绳、二号转杆、小齿轮、U型杆、环形挡板，所述L型支撑板固定安装
在固定座的顶部，所述回型板设置在L型支撑板的右侧，所述连接块的左右两侧外壁分别与滑块的外壁和回型板的外壁固定连接，所述L型支撑板的外壁开设有滑槽，所述滑块在L型支撑板的滑槽内滑动连接，所述L型固定板固定安装在回型板的顶部，所述电机的输出端贯穿L型固定板的外壁通过联轴器与转轴的一端固定连接，所述转轴的另一端依次贯穿一号锥齿轮的外壁、回型板的顶部和大齿轮的外壁通过一号轴承与回型板的内壁活动连接，所述转轴分别与一号锥齿轮和大齿轮固定连接，所述转轴与回型板的顶部活动连接，所述固定块固定安装在回型板的顶部，所述绕绳辊固定安装在一号转杆的一端，所述一号转杆的另一端贯穿固定块的外壁通过二号轴承与固定块活动连接，所述二号轴承的外圈外壁与固定块的外壁固定连接，所述一号转杆的外壁与二号轴承的内圈外壁固定连接，所述二号锥齿轮固定安装在一号转杆的另一端，所述一号锥齿轮与二号锥齿轮啮合，所述拉绳绕设在绕绳辊的外壁，所述拉绳的两端分别与L型支撑板的外壁和绕绳辊的外壁固定连接，所述二号转杆、小齿轮、U型杆、环形挡板的数量均为四个，四个所述小齿轮分别固定安装在四个所述二号转杆的一端，所述大齿轮分别与四个所述小齿轮啮合，四个所述二号转杆的另一端分别贯穿回型板的内壁通过三号轴承与回型板活动连接，四个所述二号转杆的外壁与分别与四个所述三号轴承的内圈外壁固定连接，四个所述三号轴承的外圈外壁分别与回型板的内壁固定连接，四个所述二号转杆的另一端分别延伸至四个所述加热炉的内部与四个所述U型杆的顶部固定连接，四个所述环形挡板分别固定安装在四个所述U型杆的底部，四个所述石英管分别穿过四个所述环形挡板与四个所述环形挡板活动连接。
[0008]优选的，所述电机固定安装在L型固定板的外壁，四个所述二号转杆、小齿轮、U型杆、环形挡板分别设置在四个所述加热炉的上方，四个所述环形边沿板的外壁与四个所述环形挡板的外壁接触。
[0009]优选的，四个所述石英管的外部均设置有固定装置，所述固定装置包括旋钮、连接杆、螺纹柱，所述旋钮固定安装在连接杆的上端，所述螺纹柱固定安装在连接杆的下端，所述环形边沿板的外壁开设有插孔，所述环形挡板的外壁开设有螺纹孔，所述螺纹柱的下端穿过环形挡板的螺纹孔与环形挡板螺纹连接，所述连接杆穿过环形边沿板的插孔与环形边沿板活动连接，所述旋钮的外壁与环形边沿板的外壁接触。
[0010]优选的，四个所述加热炉的顶部和底部的开口处均塞入有保温棉。
[0011]优选的，所述电热管从上至下分别在真空层的内部分成高温区、过渡区和低温区，所述高温区的温度高于砷化镓多晶的熔点，所述过渡区的温度等于砷化镓多晶的熔点，所述低温区的温度低于砷化镓多晶的熔点。
[0012]优选的，四个所述石英管的内部均放入有石英条。
[0013]优选的，所述滑块的横截面为梯形，所述滑块的前后两侧外壁分别与L型支撑板滑槽的前后两侧内壁接触。
[0014]与现有技术相比，本技术提供了一种新型砷化镓单晶生长装置，具备以下有益效果：
[0015]1、该新型砷化镓单晶生长装置，通过启动电机使转轴转动，带动一号锥齿轮和大齿轮转动，配合一号锥齿轮与二号锥齿轮啮合，使拉绳在绕绳辊上收紧或放松，以及大齿轮分别与四个小齿轮啮合，使四个石英管同时在四个加热炉内部进行升降旋转，使四个单晶同步生长，实现了提高砷化镓单晶制备效率的效果。
[0016]2、该新型砷化镓单晶生长装置，通过转动旋钮带动螺纹柱转动，配合螺纹柱与环形挡板螺纹连接，使旋钮向下移动将环形边沿板压紧固定，实现了固定石英管，防止石英管晃动影响单晶生长的效果。
附图说明
[0017]图1为本技术正视图；
[0018]图2为本技术正面剖视图；
[0019]图3为本技术升降转动装置的正面剖视图；
[0020]图4为本技术大齿轮的俯视剖视图；
[0021]图5为本技术加热炉支撑架的俯视图；
[0022]图6为本技术A的局部放大图；
[0023]图7为本技术加热炉的正面剖视图；
[0024]图8为本技术滑块的俯视剖视图。
[0025]其中：1、固定座；2、加热炉支撑架；3、加热炉；301、外炉体；302、内胆；303、真空层；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型砷化镓单晶生长装置，包括固定座(1)、加热炉支撑架(2)、加热炉(3)、石英管(4)、氮化硼坩埚(5)、籽晶(6)，其特征在于：所述加热炉支撑架(2)固定安装在固定座(1)的顶部，所述加热炉(3)的数量为四个，四个所述加热炉(3)分别固定安装在加热炉支撑架(2)的前后左右侧，四个所述加热炉(3)的顶部和底部均设置有开口，所述加热炉(3)由外炉体(301)、内胆(302)、真空层(303)、电热管(304)构成，所述内胆(302)固定安装在外炉体(301)的内侧，所述真空层(303)设置在外炉体(301)和内胆(302)之间，所述电热管(304)从上至下均匀设置在真空层(303)的内部左右两侧，所述石英管(4)、氮化硼坩埚(5)、籽晶(6)的数量均为四个，四个所述石英管(4)分别设置在四个所述加热炉(3)的内部，四个所述氮化硼坩埚(5)分别放置在四个所述石英管(4)的内部，四个所述氮化硼坩埚(5)的底部均设置有凹槽，四个所述籽晶(6)分别放置在四个所述氮化硼坩埚(5)的凹槽内，四个所述石英管(4)的管口处均固定安装有环形边沿板(7)，所述加热炉(3)的上方设置有升降转动装置(8)，所述升降转动装置(8)包括L型支撑板(801)、回型板(802)、连接块(803)、滑块(804)、L型固定板(805)、电机(806)、转轴(807)、一号锥齿轮(808)、大齿轮(809)、固定块(810)、绕绳辊(811)、一号转杆(812)、二号锥齿轮(813)、拉绳(814)、二号转杆(815)、小齿轮(816)、U型杆(817)、环形挡板(818)，所述L型支撑板(801)固定安装在固定座(1)的顶部，所述回型板(802)设置在L型支撑板(801)的右侧，所述连接块(803)的左右两侧外壁分别与滑块(804)的外壁和回型板(802)的外壁固定连接，所述L型支撑板(801)的外壁开设有滑槽，所述滑块(804)在L型支撑板(801)的滑槽内滑动连接，所述L型固定板(805)固定安装在回型板(802)的顶部，所述电机(806)的输出端贯穿L型固定板(805)的外壁通过联轴器与转轴(807)的一端固定连接，所述转轴(807)的另一端依次贯穿一号锥齿轮(808)的外壁、回型板(802)的顶部和大齿轮(809)的外壁通过一号轴承与回型板(802)的内壁活动连接，所述转轴(807)分别与一号锥齿轮(808)和大齿轮(809)固定连接，所述转轴(807)与回型板(802)的顶部活动连接，所述固定块(810)固定安装在回型板(802)的顶部，所述绕绳辊(811)固定安装在一号转杆(812)的一端，所述一号转杆(812)的另一端贯穿固定块(810)的外壁通过二号轴承与固定块(810)活动连接，所述二号轴承的外圈外壁与固定块(810)的外壁固定连接，所述一号转杆(812)的外壁与二号轴承的内圈外壁固定连接，所述二号锥齿轮(813)固定安装在一号转杆(812)的另一端，所述一号锥齿轮(808)与...

【专利技术属性】
技术研发人员：代晓波，吕利宁，蒙泽志，彭春文，彭海松，粟誉，
申请(专利权)人：独山中科晶元信息材料有限公司，
类型：新型
国别省市：