【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料领域，具体地涉及一种利用助熔剂生长氧化镓晶体的方法。
技术介绍
1、现有技术中，氧化镓晶体主要采用感应加热和铱坩埚的导模法进行生长，生长温度接近1800℃。但在接近1800℃的高温环境下，氧化镓非常容易分解，生成的gao、ga2o、ga和氧气等气体会严重腐蚀铱金坩埚，并且会造成晶体中产生大量的氧空位，显著影响氧化镓晶体质量，进而影响后续器件的性能。另外，镓和铱坩埚反应形成共晶金属间gair相，对铱坩埚损耗严重。温度越高，铱(ir)金属进入到氧化镓熔体中就会越多，这不但增加了坩埚的损耗，而且进入氧化镓晶体中形成的细小的铱颗粒会严重影响所生长的晶体的性能。
2、
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
技术实现思路
1、鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种能够在较低温度下生长氧化镓晶体的方法。该方法包括：
2、将氧化镓粉体和助熔剂粉体放入坩埚中，并置于生长炉内；
3、将所述生长炉抽真空后充入氧气和氮气，然后升温并保温以使得所述氧化镓粉体和所述助熔剂粉体完全熔化，获得熔体；
4、确定所述熔体的饱和点温度；
5、在高于所述饱和点温度的温度下将籽晶引入所述生长炉，并使所述籽晶部分熔化，以露出新的表面；
6、将所述生长炉内的温度降至低于所述饱和点温度，并进行引晶；
7、引晶完成后降温生长，获得氧化镓晶体粗体；以及除去所述氧化镓晶体粗体附着的助熔剂，
8、在本专利技术的一些实施例中，所述助熔剂为三氧化二硼或二氧化锡；所述氧化镓粉体的粒径小于10μm，所述助熔剂粉体的粒径小于50μm。
9、在本专利技术的一些实施例中，放入所述坩埚中的所述氧化镓粉体和所述助熔剂粉体占所述坩埚总体积的60％～90％。
10、在本专利技术的一些实施例中，制备所述熔体时的升温速率为180～500℃/h，保温时间为5～6h；降温生长时的降温速率为0.05～0.5℃/h。
11、在本专利技术的一些实施例中，所述坩埚为铂金坩埚，所述铂金坩埚的壁厚为0.9mm～1.1mm；在所述生长炉中，所述铂金坩埚被放置在氧化铝坩埚内。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述氧化镓粉体和所述助熔剂粉体的质量比为1：(1～3)。
13、在本专利技术的一些实施例中，所述生长炉中充入的氧气和氮气的分压比为1：(3～5)。
14、在本专利技术的一些实施例中，采用籽晶试探法确定所述熔体的所述饱和点温度。
15、在本专利技术的一些实施例中，所述引晶包括：
16、以5～10rpm的转速按正转、反转的方式旋转籽晶6～10h。
17、在本专利技术的一些实施例中，通过将所述氧化镓晶体粗体用稀酸溶液浸泡，以除去附着的所述助熔剂。
18、相对于现有的导模法生长氧化镓晶体，本专利技术利用助熔剂生长氧化镓晶体，可以实现氧化镓晶体的生长温度从约1800℃降低至约1500℃至约1720℃，从而可降低高温时氧化镓的分解，提高晶体的生长质量。而且由于生长温度较低，可采用常规的硅钼发热体(mosi2)对物料进行加热熔化，也不需要借助高熔点的铱金坩埚盛放熔体，也解决了铱金属坩埚的高成本问题。进一步地，由于在低于氧化镓熔点的温度下实现了物料的熔化，在随后的晶体生长过程中，晶体具有更小的热应力。此外，由于采用了可在氧化气氛下进行的电阻加热方式，生长炉内的氧分压的控制也比较容易，从而可对氧化镓晶体中的氧空位进行调控。
19、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种利用助熔剂生长氧化镓晶体的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助熔剂为三氧化二硼或二氧化锡；所述氧化镓粉体的粒径小于10μm，所述助熔剂粉体的粒径小于50μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，放入所述坩埚中的所述氧化镓粉体和所述助熔剂粉体占所述坩埚总体积的60％～90％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述熔体时的升温速率为180～500℃/h，保温时间为5～6h；降温生长时的降温速率为0.05～0.5℃/h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坩埚为铂金坩埚，所述铂金坩埚的壁厚为0.9mm～1.1mm；在所述生长炉中，所述铂金坩埚被放置在氧化铝坩埚内。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化镓粉体和所述助熔剂粉体的质量比为1：(1～3)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生长炉中充入的氧气和氮气的分压比为1：(3～5)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用籽晶试探法确定所述熔
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引晶包括：
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将所述氧化镓晶体粗体用稀酸溶液浸泡，以除去附着的所述助熔剂。
...【技术特征摘要】
1.一种利用助熔剂生长氧化镓晶体的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述助熔剂为三氧化二硼或二氧化锡；所述氧化镓粉体的粒径小于10μm，所述助熔剂粉体的粒径小于50μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，放入所述坩埚中的所述氧化镓粉体和所述助熔剂粉体占所述坩埚总体积的60％～90％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述熔体时的升温速率为180～500℃/h，保温时间为5～6h；降温生长时的降温速率为0.05～0.5℃/h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坩埚为铂金坩埚，所述铂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，李培刚，
申请(专利权)人：北京镓创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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