一种应用于红色磷化镓Ｐ型液相外延的石英舟制造技术

一种应用于红色磷化镓Ｐ型液相外延的石英舟，由内腔、外腔、连接板、盖板、连接操作杆及固定螺栓组成，内外腔由石英制成，石英内腔套在石英外腔内，内外腔之间留有空隙。其中石英内腔（２）中放置需生长Ｐ型层的磷化镓基片，在石英内腔的下面开有通槽，石英外腔（３）腔体内可装生长过程中所需的熔融复合材料。石英内腔（２）可在传动装置的带动下在石英外腔（３）体内上下运动，石英外腔（３）中的熔融体通过石英内腔（２）下面的通槽进入或离开石英内腔（２）中的磷化镓基片，完成Ｐ型层的生长过程。本实用新型专利技术的结构简单，适用性强，无密封腔室，装配的精度要求低，在操作时即使有一定的熔融残留仍可使用，有效地减少了操作时的化学清洗次数，防止对生长环境污染，提高产品品质。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种半导体材料液相外延的设备，属光电器件制造的设备

技术介绍
液相外延技术是将晶片浸渍于饱和溶液中，通过降温来降低溶液的溶解度，使释出的杂质在晶片衬底表面上生长外延层的一种技术。 常用的红色发光磷化镓液相外延舟，如德国Centrothem公司提供的红色发光磷化镓液相外延舟，包括腔体，连接板，基片支架，螺钉，操作杆等，其中三个腔体成一字形排列，磷化镓基片、生长N型和P型外延层熔融体组份分别置于不同腔体中，在高温下，基片首先移动至一个腔体中生长N型外延层，之后再移入另一个腔体中生长P型外延层，生长P型外延层。该外延舟采用石墨材料，存在以下缺陷首先，石墨在高温下会与氧起化学反应，由此耗用一部分人为掺入的氧，使磷化镓外延层中氧含量浓度难以提高，同时外延舟容易被腐蚀而损坏。其次，在同一外延舟内长成PN结，难免将N型熔体带入P型熔体中，造成沾污补偿，P型外延层生长掺氧浓度难以控制，难以获得发光亮度好的红色磷化镓外延片。 另一种如国内某器件厂设计的三叠层红光磷化镓液相外延舟。它采用石英材料制作成叠式同轴布置的上、中、下三个腔体及置于上、中腔体之间的隔离板组成，外延生长所需的熔融体组份首先置于封闭的上腔体内，加热形成熔体后，操作杆作水平移动，使得上腔体下部的通道与隔离板上的通道位置重叠，形成液体通道，从而在重力的作用下使得熔体注入隔离板下面的中腔体，完成P型外延层后操作杆将中腔体提起，熔体经中腔体底部通槽进入下腔体。该装置结构复杂，要求密封性能好，要做到好密封性，则需在每次操作后采用化学试剂对外延舟进行清洗以确保无熔体残留物，从而带来化学沾污，另一方面，复杂的结构也带来了较高的制作成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种应用于红色磷化镓P型液相外延生长的石英舟，该装置可应用于大规模的红色磷化镓P型液相外延工艺生产，解决石墨舟对氧的吸收带来的不可控性及化学清洗对外延生长环境带来的沾污等问题。 本技术由石英内腔(2)、石英外腔(3)、连接板(4)、盖板(5)、连接操作杆(1)和固定螺栓(6)组成，如附图所示。其中石英内腔套在石英外腔内，内外腔之间留有空隙；石英内腔(2)下面开有通槽，内侧壁有规则排列的卡位，可以放置基片；石英外腔(3)腔体内可装生长过程中所需的熔融复合材料，还可容纳石英内腔并允许其在腔内上下运动。石英内腔(2)、连接板经固定螺丝固定在设备的操作杆上，操作杆可在传动装置的带动下做上下运动，并进而带动石英内腔(2)在石英外腔体(3)中做上下运动，当石英内腔(2)在上下运动的过程中接触或离开石英外腔体(3)中的熔融复合材料时(在高温下成液体状态)，熔融体通过石英内腔(2)下面的通槽进入或离开石英内腔体(2)，完成磷化镓P型层的生长过程。 本技术中内、外腔采用石英材料制成，可有效防止石墨对生长过程中氧掺杂成份的吸收。 本技术与现有技术比较的有益效果是，本技术采用石英制作的石英舟解决了石墨舟对氧的吸收带来的不可控性及化学清洗对外延生长环境带来的沾污等问题。本技术的结构简单，适用性强，无密封腔室，装配的精度要求低，在操作时即使有一定的熔融残留仍可使用，有效地减少了操作时的化学清洗次数，防止对生长环境污染，提高产品品质。 本技术适用于半导体材料的液相外延。附图说明附图为本技术的结构示意图。 图中连接操作杆(1);石英内腔(2);石英外腔(3);连接板(4);盖板(5);固定螺栓(6)具体实施方式 如附图1所示，取已生长N型层的红色磷化镓基片，基片直径为52mm，将基片有序地固定在石英内腔(2)中，注意基片的边缘与腔体内的卡位扣合紧密，防止晃动。完成基片装片后，将固定螺栓的下端插入石英内腔(2)上的螺孔并旋合紧密，使其二者紧密地连接起来，然后将固定螺丝的上端与连接板上的螺孔旋合连接起来。在石英外腔(3)中加入所需的熔融体成份材料，将石英外腔体(3)水平放置在外延炉炉体的固定位置，然后，操作外延炉，升起炉体内的操作杆，将连接有石英内腔(2)的连接板放置在操作杆上，注意石英内腔(2)与石英外腔(3)的中心点上下对齐。完成后，操作外延炉，缓慢升降操作杆，看石英内腔(2)在上下运动的过程中与石英外腔体(3)是否会发现碰触(即判断石英内腔(2)与石英外腔(3)的中心点是否上下对齐)，若有碰触，轻微调整连接板的位置，石英内腔(2)与石英外腔(3)的中心点上下对齐。最后，合上外延炉炉口，对炉体进行加热，开始实施生长工艺。 在工艺要求的温度下，此时石英内腔(2)中的熔融复合材料已熔化为液相，操作杆在电脑的控制下向下运动，使得石英内腔(2)进入石英外腔体(3)中，石英外腔体(3)中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于红色磷化镓Ｐ型液相外延的石英舟，由内腔、外腔、连接板，盖板、连接操作杆及固定螺栓组成，其特征是，内、外腔由石英制成，石英内腔套在石英外腔内，内外腔之间留有空隙。

【技术特征摘要】
一种应用于红色磷化镓P型液相外延的石英舟，由内腔、外腔、连接板，盖板、连接操作杆及固定螺栓组成，其特征是，内、外腔由石英制成，石英内腔套在石英外腔内，内外腔之间留有空隙。2. 根据权利要求1所述的一种应用于红色磷化镓P型液相外延的石英舟，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：万金平，何民华，涂小昆，任强，
申请(专利权)人：南昌欣磊光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：36[中国|江西]