半导体材料及其制备方法、系统技术方案

本发明专利技术提供了一种半导体材料及其制备方法、系统，属于半导体材料制备技术领域。通过特定结构的镓舟、第一管路和第二管路的设置，通过冷阱结构的设置以及真空泵的设置，在提高氮化镓晶体生产效率的同时降低了堵塞并腐蚀管路的风险，同时保证了生长质量，降低了生产成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
半导体材料及其制备方法、系统


[0001]本专利技术属于半导体材料制备
，具体涉及半导体材料及其制备方法、系统。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，半导体材料深刻而全面地影响了我们的生活。氮化镓作为第三代半导体材料的优秀代表，其具有禁带宽度大、击穿电压高、热导率大、饱和电子漂移速度高和抗辐射能力强等特点，是迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料；由于具备高电流密度等优势，且能够显著减少电力损耗和散热负载，其被迅速应用于变频器、稳压器、变压器、无线充电等领域，成为了未来最具增长潜质的化合物半导体。目前，氮化镓和氮化镓基半导体材料已经成为了世界各国研究的热点。
[0003]氮化镓基半导体材料在进行制备时通常采用HVPE氢化物气相外延方法制备，这种方法具有生长成本低、生长条件温和、生长速率快等优点，被认为是生长高质量氮化镓单晶衬底的最有潜力的方法。传统的HVPE氮化镓制备工艺和设备均是为了生长单晶氮化镓而设计，在设计时有意抑制多晶氮化镓的生长。目前，也有部分HVPE技术进行了多晶氮化镓的生长设计，但普遍还存在生产效率低，副产物容易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体材料制备系统，其包括防护架体（1）和半导体材料制备装置（2），其特征在于，所述防护架体（1）包括水平横板，所述水平横板的中部与半导体材料制备装置（2）的顶部相连接，其中，半导体材料制备装置（2）包括生长结构、冷阱结构和真空泵；生长结构的底部连接设置有与其内部导通的冷阱结构，冷阱结构的侧壁上设置有至少两台真空泵，其中至少一台负责在生长反应前抽极限真空以降低生长结构内以及冷阱结构内的水分和氧气含量，另外至少一台负责在生长时提供抽吸负压。2.如权利要求1所述的一种半导体材料制备系统，其特征在于，所述生长结构包括反应壳体（3）、顶部密封结构（4）、第一管路（5）、氨气送入管路（6）、镓舟（7）、上反应区壳体（8）、第二管路（9）、第一加热组件（10）、第二加热组件（12）、下反应区壳体（13）和衬底结构；其中，顶部密封结构（4）连接在反应壳体（3）的顶端，反应壳体（3）内由上向下依次设置有上反应区壳体（8）和下反应区壳体（13），上反应区壳体（8）的上部内侧固定设置有镓舟（7），上反应区壳体（8）的下部为锥筒且其锥筒的底端具有底部出口（81），底部出口（81）位于下反应区壳体（13）内，下反应区壳体（13）的顶部为另一锥筒，所述另一锥筒间隔围设在上反应区壳体（8）的下部的锥筒外侧，使得上反应区壳体（8）的内部、下反应区壳体（13）的内部均与反应壳体（3）内位于上反应区壳体（8）和下反应区壳体（13）外的缓冲腔体（14）导通。3.如权利要求2所述的一种半导体材料制备系统，其特征在于，所述镓舟（7）包括上盖（71）、镓舟本体（74）和隔板（75），镓舟（7）的上盖（71）可拆卸的固定连接在上反应区壳体（8）的顶端以将上反应区壳体（8）的顶端封闭，上盖（71）的中部下侧设置镓舟本体（74），镓舟本体（74）内由水平设置的隔板（75）分隔出第一镓舟腔（72）和第二镓舟腔（73）；第一管路（5）和氨气送入管路（6）均贯穿顶部密封结构（4）设置，氨气送入管路（6）底部穿过镓舟（7）的上盖（71）而延伸至上反应区壳体（8）内，且氨气送入管路（6）位于上反应区壳体（8）与镓舟本体（74）之间；第一管路（5）的底部为阶梯管结构，所述阶梯管结构由在上下方向上依次设置的大直径管段和小直径管段构成，第二管路（9）的顶部延伸至所述上盖（71）的上方，且第二管路（9）的顶部与所述大直径管段的外侧可拆卸的固定连接，使得所述小直径管段位于第二管路（9）内且所述小直径管段与所述第二管路（9）之间形成间隙流道（11），所述间隙流道（11）与第二管路（9）内的流体通道导通；在第一镓舟腔（72）位置处的第二管路（9）上设置有径向开口（91），所述径向开口（91）将第一镓舟腔（72）与间隙流道（11）连通；所述小直径管段的底端为封闭端且位于隔板（75）下方的第二管路（9）内，所述小直径管段的位于隔板（75）下方的侧壁上设置有连通至第二镓舟腔（73）的底部通道（51）；第二镓舟腔（73）中盛放有液态金属镓，第一管路（5）通过底部通道（51）将氯化氢气体通入第二镓舟腔（73）中以与液态金属镓反应，反应产生的氯化镓气体通过隔板（75）上的通孔（751）进入第一镓舟腔（72），然后依次经径向开口（91）和间隙流道（11）进入第二管路（9）内的流体通道；第二管路（9）的底端位于下反应区壳体（13）内，且低于上反应区壳体（8）的锥筒底端的底部出口（81）；下反应区壳体（13）内位于第二管路（9）底端的下方设置所述衬底结构，在镓舟（7）和所述衬底结构相对应的反应壳体（3）外侧分别设置有第一加热组件（10）和第二加热组件（12）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔焜，谭伟霄，
申请(专利权)人：雅安宇焜芯材材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：