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一种多喷嘴周期性HVPE喷淋头装置及其工作方法制造方法及图纸

技术编号:46069832 阅读:17 留言:0更新日期:2025-08-11 15:58
本发明专利技术涉及一种多喷嘴周期性HVPE喷淋头装置及其工作方法,其中多喷嘴周期性HVPE喷淋头装置包括自上而下依次设置在机体上的喷淋头机构和石墨托盘机构,所述的喷淋头机构包括相对机体固定的且在360°圆周方向上均匀分布的多个喷淋头,所述的石墨托盘机构包括与喷淋头数量相同的石墨托盘、上端连接在石墨托盘底面的石墨转轴和连接在石墨转轴下端的石墨托架;所述石墨托盘能够相对一一对应的喷淋头自转,以及石墨托盘能够相对喷淋头机构的轴心线进行公转。该多喷嘴周期性HVPE喷淋头装置无需设计结构复杂的石英喷淋头,即可实现高品质氮化镓单晶的生长,以及可解决氮化镓单晶片与片之间差异性的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于氮化镓单晶衬底制作领域,特别是涉及氢化物气相外延(hvpe,hydride vapor phase epitaxy)设备喷淋头的设计,可以实现一个腔体生长多片氮化镓单晶。


技术介绍

1、多片氢化物气相外延(hvpe, hydride vapor phase epitaxy)设备是目前业界降低氮化镓单晶成本的主流方式之一,但目前始终没有商用的多片hvpe设备在市场上大规模应用,主要的原因是最核心的hvpe设备喷淋头的设计、加工和应用面临如下问题:1.结构复杂。托盘盘面iii、v族分布和混合的均匀性,是生产高品质氮化镓单晶的前提条件,为实现这一目标,特别是考虑要抑制hvpe喷淋头处存在强烈的预反应时,往往需要设计非常复杂的喷淋头结构;2.加工难度大,成品精度低。hvpe设备喷淋头主要还是使用石英材料加工,由于其结构的复杂性,石英材料在加工时需要多次焊接和反复退火,在此过程中,喷淋头结构会发生形变,精度变差,导致源气体喷淋方式不如预期,出现诸如:气体流动偏斜、单晶表面气体均匀性局部异常、片间差异、喷嘴单边沉积等问题,导致喷淋效果不达预期;3.成本高本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多喷嘴周期性HVPE喷淋头装置,其特征在于,包括自上而下依次设置在机体上的喷淋头机构(101)和石墨托盘机构(102),所述的喷淋头机构(101)包括相对机体固定的且在360°圆周方向上均匀分布的多个喷淋头(111),所述的石墨托盘机构(102)包括与喷淋头(111)数量相同的石墨托盘(201)、上端连接在石墨托盘(201)底面的石墨转轴(202)和连接在石墨转轴(202)下端的石墨托架(203);所述石墨托盘(201)能够相对一一对应的喷淋头(111)自转,以及石墨托盘(201)能够相对喷淋头机构(101)的轴心线进行公转。

2.根据权利要求1所述的一种多喷嘴周期性...

【技术特征摘要】

1.一种多喷嘴周期性hvpe喷淋头装置,其特征在于,包括自上而下依次设置在机体上的喷淋头机构(101)和石墨托盘机构(102),所述的喷淋头机构(101)包括相对机体固定的且在360°圆周方向上均匀分布的多个喷淋头(111),所述的石墨托盘机构(102)包括与喷淋头(111)数量相同的石墨托盘(201)、上端连接在石墨托盘(201)底面的石墨转轴(202)和连接在石墨转轴(202)下端的石墨托架(203);所述石墨托盘(201)能够相对一一对应的喷淋头(111)自转,以及石墨托盘(201)能够相对喷淋头机构(101)的轴心线进行公转。

2.根据权利要求1所述的一种多喷嘴周期性hvpe喷淋头装置,其特征在于,所述喷淋头(111)采用三个圆管同轴套置形成同心圆结构,两相邻圆管相互之间形成外圈和中圈,在中心部形成内圈,其中内圈流入gacl,外圈流入nh3,中间圈流入n2/h2混合隔离气体。

3.根据权利要求2所述的一种多喷嘴周期性hvpe喷淋头装置,其特征在于,所述喷淋头(111)的各圆管使用石英材料制作,两相邻圆管之间通过连接件(112)进行连接固定;所述喷淋头(111)的外径在30-150 mm,高度30-300 mm。

4.根据权利要求1所述的一种多喷嘴周期性hvpe喷淋头装置,其特征在于,所述石墨托盘机构的石墨托盘(201)、石墨转轴(202)和石墨托架(203)由石墨、石墨镀碳化硅、石墨镀碳化钽或石墨镀pbn材料制作。

5.根据权利要求1所述的一种多喷嘴周期性hvpe喷淋头装置,其特征在于,所述石墨托盘(201)的外径105-130 mm、厚度10-20 mm,能够承载单片2-4英寸氮化镓单晶。

6.根据权利要求1所述的一种多喷嘴周期性hvpe喷淋头装置,其特征在于,所述石墨转轴(202)的直径5-30 mm、长度2-30 mm,转速...

【专利技术属性】
技术研发人员:张海忠蔡明禹谢斌晖
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:

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