【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料，特别涉及一种卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法及生长固定装置。
技术介绍
1、氮化镓和氮化铝由于其特有的带隙宽度和优良的光电特性，在发光二极管，高频、大功率电子器件，紫外探测器等领域有着广泛的应用前景，因此也成为宽禁带半导体材料中极具吸引力的材料。然而，制约氮化物半导体的发展重要因素之一是衬底材料，目前制备氮化物外延衬底材料常用的方法是卤化物气相外延法。
2、在卤化物气相外延法生长氮化物的过程中，需要将生长外延层所用的衬底固定在加热基台上。传统方法采用螺纹固定衬底边缘，将衬底压紧在加热基台上，基片在高温生长时会产生翘曲变形，此时衬底边缘受压，压力无处释放就易导致衬底碎裂；卤化物气相法生长氮化物的原料气体氨气和氯化物在高温下具有极强的腐蚀性，常用的石英、石墨、碳化硅等材料，在高温及腐蚀气体中会被腐蚀分解，导致外延膜中c、si、o等杂质含量难以降低。
3、中国专利申请201420086513.4，一种衬底固定夹具，该专利衬底固定结构为，压板短边立于固定板上，长边搭在衬底边缘，利用螺钉将l型压板和衬底固定在固定板背面上，此方法使用螺钉固定，会使固定板受力产生形变，进而衬底边缘也会受到固定板压力，使衬底应力分布不均，易导致衬底碎裂。并且固定板采用石墨材质，高温易扩散出c杂质，影响外延膜中杂质含量。
技术实现思路
1、基于现有技术存在的固定装置易使衬底碎裂，及固定装置被腐蚀分解导致外延膜杂质难以降低的问题，本专利技术提供了一种卤化物气相外延法
2、本专利技术采用的技术方案是：一种卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，步骤如下：
3、步骤一、预处理过程，将固定装置通过数个内倾斜的固定片和基台紧扣在一起，将固定好的基台及固定装置装入生长炉内；
4、步骤二、将炉内气压抽至1×10-4pa~5×10-4pa，保持10分钟~20分钟；
5、步骤三、向炉内充入气相外延生长载气，高温生长氮化物多晶30分钟~60分钟，使氮化物多晶包覆衬在底固定装置上；
6、步骤四、生长结束后自然降温到室温，通入氮气置换炉内载气，并升压至大气压1×105 pa，开炉取出基台和固定装置，再将基台与固定装置分离；
7、步骤五、生长过程，将生长氮化物用的衬底放置在基台中心位置，确保衬底中心与基台中心重合；
8、步骤六、使用固定装置将衬底压紧固定在基台上；
9、步骤七、将固定好的基台、衬底及固定装置装入生长炉内；
10、步骤八、将炉内气压抽至1×10-4pa~5×10-4pa，保持10分钟~20分钟；
11、步骤九、向炉内充入气相外延生长载气至1×104pa~5×104pa；
12、步骤十、高温生长氮化物外延厚膜5小时~20小时；
13、步骤十一、生长结束后自然降温到室温，通入氮气置换炉内载气，并升压至大气压1×105 pa；
14、步骤十二、开炉取下衬底和固定装置；
15、步骤十三、清理固定装置上的残余多晶，以备再次使用。
16、所述载气为n2、h2、ar中一种。
17、所示衬底为蓝宝石、碳化硅、硅中一种。
18、一种卤化物气相外延法生长外延厚膜的生长固定装置，所述固定装置由一体结构的压片环和固定片构成，所述压片环为中空的环状体，沿所述压片环周边间隔设有数个矩形状的固定片，数个固定片向内倾斜。
19、本专利技术产生的有益效果是：本方法生长氮化物外延厚膜，采用预处理工艺处理固定装置，预先在固定装置上包覆氮化物多晶层，可降低生长时衬底中的杂质引入；本专利技术的固定装置采用摩擦力固定，可显著减小成长过程中衬底碎裂风险，衬底不易被固定装置压裂；本专利技术的固定装置采用耐高温耐酸碱腐蚀材料，可避免固定装置被腐蚀，可极大减少杂质的扩散，降低衬底外延厚膜中c、si、o杂质含量。
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1.一种卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，所述将固定装置（1）通过数个内倾斜的固定片（1-2）和基台（3）紧扣在一起的方法为，将固定装置（1）置于基台（3）上方，固定片（1-2）朝向基台（3），使固定装置（1）的压片环（1-1）与基台（3）同心，沿压片环（1-1）法线方向用力，将固定装置（1）的压片环（1-1）和基台（3）贴合到一起，通过数个内倾斜的固定片（1-2）使固定装置（1）和基台（3）紧扣在一起，依靠固定装置（1）的固定片（1-2）与基台（3）间的摩擦力固定连接。
3.根据权利要求1所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，所述使用固定装置（1）将衬底（2）压紧固定在基台（3）上的方法为，将固定装置（1）置于基台（3）上方，固定片（1-2）朝向基台（3），使固定装置（1）的压片环（1-1）与基台（3）同心，沿压片环（1-1）法线方向用力，使固定装置（1）的压片环（1-1）内径边缘与衬底（2）贴合，压片环（1-1）内径小于衬底（2）外径1mm
4.根据权利要求1所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，所述载气为N2、H2、Ar中一种。
5.根据权利要求1所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，所示衬底为蓝宝石、碳化硅、硅中一种。
6.一种卤化物气相外延法生长外延厚膜的生长固定装置，其特征在于：所述固定装置（1）由一体结构的压片环（1-1）和固定片（1-2）构成，所述压片环（1-1）为中空的环状体，沿所述压片环（1-1）周边间隔设有数个矩形状的固定片（1-2），数个固定片（1-2）向内倾斜。
7.根据权利要求6所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的生长固定装置，其特征在于：所述固定装置（1）采用热解氮化硼材料制作，热解氮化硼材料纯度＞99.99%，热解氮化硼材料厚度1mm~3mm。
8.根据权利要求6所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的生长固定装置，其特征在于：所述数个固定片（1-2）向内倾斜的角度为5°~10°，所述固定片（1-2）长度2cm~4cm。
9.根据权利要求6所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的生长固定装置，其特征在于：所述压片环（1-1）环状体内径小于衬底（2）外径1mm~3mm。
...【技术特征摘要】
1.一种卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，步骤如下：
2.根据权利要求1所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，所述将固定装置（1）通过数个内倾斜的固定片（1-2）和基台（3）紧扣在一起的方法为，将固定装置（1）置于基台（3）上方，固定片（1-2）朝向基台（3），使固定装置（1）的压片环（1-1）与基台（3）同心，沿压片环（1-1）法线方向用力，将固定装置（1）的压片环（1-1）和基台（3）贴合到一起，通过数个内倾斜的固定片（1-2）使固定装置（1）和基台（3）紧扣在一起，依靠固定装置（1）的固定片（1-2）与基台（3）间的摩擦力固定连接。
3.根据权利要求1所述的卤化物气相外延法生长外延厚膜的方法，其特征在于，所述使用固定装置（1）将衬底（2）压紧固定在基台（3）上的方法为，将固定装置（1）置于基台（3）上方，固定片（1-2）朝向基台（3），使固定装置（1）的压片环（1-1）与基台（3）同心，沿压片环（1-1）法线方向用力，使固定装置（1）的压片环（1-1）内径边缘与衬底（2）贴合，压片环（1-1）内径小于衬底（2）外径1mm~3mm，并确保压片环（1-1）与衬底（2）同心，通过数个内倾斜的固定片（1-2）使固定装置（1）、衬底（2）和基台（3）紧扣在一起...
【专利技术属性】
技术研发人员：王再恩，王英民，程红娟，王双，孙科伟，张嵩，董增印，李贺，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：
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