【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体生长，并且更具体地，涉及一种减少氧化镓栾晶数量的晶体生长方法。
技术介绍
1、β氧化镓的晶格常数是a=12.2a0， b=3.0a0， c=5.8a0，由于晶格常数a过大，导致氧化镓晶体极易沿a面解离或产生栾晶等缺陷，另外在β氧化镓晶体生长过程中由于有细颈的存在，导致晶体中间部分与晶体两侧的散热速率不同，增加了晶体中间部分与晶体两侧之间的应力，再加上晶体本就容易沿a面产生缺陷，所以在氧化镓晶体生长过程中，晶体中间容易产生解离或栾晶等缺陷，如图1所示。
2、因此，亟需一种能够解决氧化镓晶体生长过程中的解离和栾晶问题的技术方案。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种减少氧化镓栾晶数量的晶体生长方法。
2、本专利技术提供了一种减少氧化镓栾晶数量的晶体生长方法，包括：
3、步骤1：将预设重量的氧化镓原料及掺杂剂原料加入坩埚内部，并在原料储存装置内放置与坩埚内部同比例的氧化镓原料和掺杂剂原料；其中，原料储存装置预先设置在坩埚内模具的正上方；
4、步骤2：以不低于氧化镓熔点的温度加热坩埚4-12h，使坩埚内的氧化镓原料和掺杂剂熔原料化为熔体，通过提拉装置控制籽晶下降，使籽晶与熔体接触并回熔部分籽晶；
5、步骤3：通过提拉装置控制籽晶上升，并逐步提升坩埚的加热功率，使得氧化镓晶体缩径生长；
6、步骤4：当氧化镓晶体直径达到第一直径后以第一速率逐步降低坩埚的加热功率，通过提拉装置控制籽晶以
7、步骤5：当氧化镓晶体肩部的直径达到第二直径后以第二速率降低坩埚的加热功率，通过提拉装置控制籽晶以第二速度上升，使得氧化镓晶体等径生长，同时关闭原料储存装置的阀门；其中，第二直径大于或者等于所述模具的宽度，第二速率为50-100w/h，第二速度为10-30mm/h；
8、步骤6：待坩埚内的熔体耗尽后，氧化镓晶体与模具脱开，此时停止提拉籽晶，逐步降低坩埚的加热功率，待坩埚冷却至室温后，结束氧化镓晶体的生长。
9、可选地，所述原料储存装置包括原料储存腔和原料导向体，所述提拉装置包括驱动部件和提拉杆体；其中原料储存腔安装于驱动部件和提拉杆体之间，原料储存腔内下方设置有阀门，原料导向体设置于提拉杆体的周围并与提拉杆体相距预设距离，使得原料导向体与提拉杆体之间形成原料通道。
10、可选地，所述原料储存腔内部设置有混料装置，用于对原料储存腔内放置的氧化镓原料和掺杂剂原料进行混料处理。
11、可选地，步骤3中的氧化镓晶体后方设置有应力检测仪，应力检测仪与操作系统显示屏连接，通过应力检测仪检测氧化镓晶体当前的应力，根据应力的大小确定阀门的开度，以此控制原料飘落的速度，当应力大于预设阈值时，增加开度，当应力小于预设阈值时减小开度或关闭阀门。
12、可选地，步骤1中的模具内部设置有供氧化镓熔体上升的毛细缝，籽晶主面为（001）面，籽晶截面为（010）面，步骤2中的熔体通过模具内部的毛细缝上升至模具上表面，通过提拉装置控制籽晶下降至模具上表面，使籽晶与模具上表面的熔体接触并回熔部分籽晶。
13、可选地，步骤3中提拉装置控制籽晶上升的上升速度为6-25mm/h。
14、可选地，步骤2中籽晶的回熔长度为1-5mm。
15、可选地，在步骤6中，当晶体与模具脱开并停止提拉籽晶后，以第三速率逐步降低坩埚的加热功率；其中，所述第三速率为500-1000w/h。
16、可选地，通过以下任意一种方式加热坩埚：电阻加热、电磁感应加热及激光辐射加热。
17、可选地，晶体放肩生长过程中肩部的角度范围为110°至165°。
18、本专利技术预先在坩埚内模具的正上方设置原料储存装置，并且在原料储存装置内放置与坩埚内部同比例的氧化镓原料和掺杂剂原料。在氧化镓晶体放肩生长过程中，打开原料储存装置的阀门，原料储存装置内的原料通过原料通道向下飘落到氧化镓晶体肩部，原料在氧化镓晶体肩部团聚并吸附在肩部上，在肩部吸附的原料增加氧化镓晶体细颈和肩部的保温，未在肩部吸附的原料降落至坩埚内熔化为熔体。从而增加了细颈与肩部的保温，减小晶体中间与晶体两侧的散热速率差，避免因散热速率不同而产生的热应力，使得晶体中间和晶体两侧间不再产生解离或栾晶等缺陷。从而，有效解决了氧化镓晶体生长过程中存在解离和栾晶的技术问题。
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1.一种减少氧化镓栾晶数量的晶体生长方法，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，所述原料储存装置包括原料储存腔和原料导向体，所述提拉装置包括驱动部件和提拉杆体；其中原料储存腔安装于驱动部件和提拉杆体之间，原料储存腔内下方设置有阀门，原料导向体设置于提拉杆体的周围并与提拉杆体相距预设距离，使得原料导向体与提拉杆体之间形成原料通道。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述原料储存腔内部设置有混料装置，用于对原料储存腔内放置的氧化镓原料和掺杂剂原料进行混料处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的氧化镓晶体后方设置有应力检测仪，应力检测仪与操作系统显示屏连接，通过应力检测仪检测氧化镓晶体当前的应力，根据应力的大小确定阀门的开度，以此控制原料飘落的速度，当应力大于预设阈值时，增加开度，当应力小于预设阈值时减小开度或关闭阀门。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中的模具内部设置有供氧化镓熔体上升的毛细缝，籽晶主面为（001）面，籽晶截面为（010）面，步骤2中的熔体通过模具内部的
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中提拉装置控制籽晶上升的上升速度为6-25mm/h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中籽晶的回熔长度为1-5mm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤6中，当晶体与模具脱开并停止提拉籽晶后，以第三速率逐步降低坩埚的加热功率；其中，所述第三速率为500-1000w/h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下任意一种方式加热坩埚：电阻加热、电磁感应加热及激光辐射加热。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，晶体放肩生长过程中肩部的角度范围为110°至165°。
...【技术特征摘要】
1.一种减少氧化镓栾晶数量的晶体生长方法，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，所述原料储存装置包括原料储存腔和原料导向体，所述提拉装置包括驱动部件和提拉杆体；其中原料储存腔安装于驱动部件和提拉杆体之间，原料储存腔内下方设置有阀门，原料导向体设置于提拉杆体的周围并与提拉杆体相距预设距离，使得原料导向体与提拉杆体之间形成原料通道。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述原料储存腔内部设置有混料装置，用于对原料储存腔内放置的氧化镓原料和掺杂剂原料进行混料处理。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中的氧化镓晶体后方设置有应力检测仪，应力检测仪与操作系统显示屏连接，通过应力检测仪检测氧化镓晶体当前的应力，根据应力的大小确定阀门的开度，以此控制原料飘落的速度，当应力大于预设阈值时，增加开度，当应力小于预设阈值时减小开度或关闭阀门。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡开朋，
申请(专利权)人：北京铭镓半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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