【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料制备，具体涉及一种梳状籽晶及其应用。
技术介绍
1、氧化镓(ga2o3)是一种超宽禁带半导体材料，具有带隙大(4.9ev)、击穿场强高(8mv)、电子饱和迁移速率快(2×107cm/s)、原子位移能高(ga原子位移能25ev，o原子位移能28ev)和巴利佳优值大(3214)的优势，在超灵敏日盲紫外探测和大功率电子电力器件领域具有巨大的应用潜力。氧化镓单晶材料的生长方法主要包括焰熔法、提拉法、光浮区法、导模法和布里奇曼法，其中导模法是当下氧化镓单晶商业化生产的主流技术。导模法是一种成熟的单晶制备技术，已广泛应用于蓝宝石等高温晶体的批量生产。
2、氧化镓晶体导模法的生长包含填料、抽空、充气、升温、化料、引晶、缩颈、放肩、生长、拉脱和降温等过程，其中引晶、缩颈和放肩过程最为重要。氧化镓晶体的导模法生长存在其特殊性，在生长过程中由于温度高达1800℃，氧化镓会发生多级分解反应
3、产生gao、ga2o和ga等易挥发的中间杂质产物。在晶体放肩过程中，高温产生的多级分解的如gao、ga2o和ga等中间产物，极易挥发附着在铱金模具口的固-液界面处，导致杂晶和裂纹等缺陷的产生，严重影响晶体的生长质量。此外，晶体的放肩过程是通过线圈功率的调节控制温度变化实现的，受到功率参数和热场环境的共同影响，若温度调控不符合晶体生长温区，则易导致孪晶或裂纹等缺陷，不利于晶体质量的控制。
4、因此，放肩过程与晶体缺陷发生的概率密切相关，会直接影响最终等径生长的晶体质量；并且随着氧化镓单晶商业化发展对大尺
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术目的之一在于提供一种梳状籽晶，基于该梳状籽晶，可以通过该梳状籽晶的籽晶齿实现氧化镓导模法生长氧化镓晶体过程的多点并行引晶、缩颈和放肩，解决了放肩过程中出现的孪晶及裂纹的问题；另外，可以通过缩短放肩时间，减小挥发物附着在模具表面的概率。
2、为了达到上述目的，本专利技术可以采用以下技术方案：
3、本专利技术一方面提供一种梳状籽晶，包括：籽晶杆、籽晶主体和籽晶齿，籽晶主体一端设有籽晶杆，另一端设有籽晶齿，籽晶齿的数量≥2。
4、进一步地，上述籽晶齿之间等距离分布。
5、进一步地，上述籽晶杆的中轴线与籽晶主体的中轴线处于同一直线上。
6、进一步地，上述籽晶主体呈等腰三角形。
7、进一步地，上述籽晶主体可以呈等腰三角形时，籽晶杆与籽晶主体的夹角为30°～60°。
8、进一步地，上述籽晶杆长度≥10mm，宽度≥3mm；籽晶主体的长度≥10mm，最大宽度为20mm～165mm；齿形籽晶长度为5mm～30mm，宽度≥3mm。
9、进一步地，上述籽晶主体的最大宽度小于铱金模具的长度，籽晶齿的最大厚度小于铱金模具的宽度。
10、本专利技术另一方面提供一种上述的梳状籽晶作为引晶材料在氧化镓导模法生长氧化镓晶体中的应用。
11、进一步地，上述应用包括：(1)将梳状籽晶安装于籽晶杆上，关闭腔门，抽空至本底腔压0.1pa～10pa，再充入保护气氛至大气压，而后升高感应线圈功率加热铱金坩埚，完全熔融氧化镓原料；(2)提升线圈功率5％～10％，恒温后缓慢下降籽晶，使梳状籽晶的籽晶齿与模具表面的熔体液面接触，停留5min～15min后以5mm/h～20mm/h的速率缓慢提拉梳状籽晶，完成梳状籽晶的多点并行引晶和缩颈过程；(3)降低线圈功率3％～15％，进行梳状籽晶的多点放肩过程，在各点晶柱放肩接触阶段，降低提升速率为3mm/h～10mm/h，完成多点放肩晶体的高温熔接，使晶体宽度放满整个模具；(4)再次降低线圈功率3％～10％，恢复籽晶提升速率为5mm/h～20mm/h，使晶体进入等径生长，直至氧化镓原料耗尽；(5)拉脱单晶，使生长单晶与铱金模具分离，停止梳状籽晶提拉，设定感应线圈功率10小时内降为0，待炉体降为室温，开腔取单晶，即为氧化镓晶体。
12、本专利技术有益效果至少包括：将本专利技术提供的梳状籽晶作为氧化镓导模法生长氧化镓晶体中的引晶材料，可以通过梳状籽晶的籽晶齿实现多点并行引晶、缩颈、放肩，缩短关键生长过程时间，避免挥发物在固-液界面影响放肩生长，降低晶体生长缺陷发生概率，减少杂晶、孪晶和裂纹缺陷，提高了晶体生长质量和效率。
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1.一种梳状籽晶，其特征在于，包括：籽晶杆、籽晶主体和籽晶齿，籽晶主体一端设有籽晶杆，另一端设有籽晶齿，籽晶齿的数量≥2。
2.根据权利要求1所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶齿之间等距离分布。
3.根据权利要求1或2所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆的中轴线与籽晶主体的中轴线处于同一直线上。
4.根据权利要求3所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶主体呈等腰三角形。
5.根据权利要求4所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆与籽晶主体的夹角为30°～60°。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆长度≥10mm，宽度≥3mm；籽晶主体的长度≥10mm，最大宽度为20mm～165mm；齿形籽晶长度为5mm～30mm，宽度≥3mm。
7.根据权利要求3所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆长度≥10mm，宽度≥3mm；籽晶主体的长度≥10mm，最大宽度为20mm～165mm；齿形籽晶长度为5mm～30mm，宽度≥3mm。
8.根据权利要求1、2、4、5或7所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶主体
9.权利要求1至8中任一项权利要求所述的梳状籽晶作为引晶材料在氧化镓导模法生长氧化镓晶体中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括：(1)将梳状籽晶安装于籽晶杆上，关闭腔门，抽空至本底腔压0.1Pa～10Pa，再充入保护气氛至大气压，而后升高感应线圈功率加热铱金坩埚，完全熔融氧化镓原料；(2)提升线圈功率5％～10％，恒温后缓慢下降籽晶，使梳状籽晶的籽晶齿与模具表面的熔体液面接触，停留5min～15min后以5mm/h～20mm/h的速率缓慢提拉梳状籽晶，完成梳状籽晶的多点并行引晶和缩颈过程；
...【技术特征摘要】
1.一种梳状籽晶，其特征在于，包括：籽晶杆、籽晶主体和籽晶齿，籽晶主体一端设有籽晶杆，另一端设有籽晶齿，籽晶齿的数量≥2。
2.根据权利要求1所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶齿之间等距离分布。
3.根据权利要求1或2所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆的中轴线与籽晶主体的中轴线处于同一直线上。
4.根据权利要求3所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶主体呈等腰三角形。
5.根据权利要求4所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆与籽晶主体的夹角为30°～60°。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆长度≥10mm，宽度≥3mm；籽晶主体的长度≥10mm，最大宽度为20mm～165mm；齿形籽晶长度为5mm～30mm，宽度≥3mm。
7.根据权利要求3所述的梳状籽晶，其特征在于，籽晶杆长度≥10mm，宽度≥3m...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖仲茂，李山，田亚文，唐为华，
申请(专利权)人：北京镓和半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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