一種籽晶漂浮於生長溶液的GaN晶體生長裝置的製作方法

2023-05-27 11:33:56 2

本實用新型涉及晶體生長裝置領域，具體涉及一種籽晶漂浮於生長溶液的GaN晶體生長裝置。

背景技術：

GaN是一種具有較大禁帶寬度的半導體，可作為微波功率電晶體的優良材料，也是藍色光發光器件中的一種具有重要應用價值的半導體。GaN晶體的生長方法主要有氫化物氣相外延、高溫高壓法、鈉流法和氨熱法，其中鈉流法和高溫高壓法都採用氮氣作為GaN晶體生長的氮源，N在氮氣氛圍與金屬鎵溶液界面、或者氮氣氛圍與金屬鎵/金屬鈉混合溶液的界面處溶解，然後向低N濃度的溶液底部擴散，輸送到GaN籽晶的表面成為晶體生長的氮源。因此，溶液頂部的N濃度高於籽晶處的底部，導致頂部區域由於N濃度過飽和而自發形核成不需要的GaN多晶，產生額外的原材料消耗，嚴重影響目標籽晶處的液相外延生長。

專利號為201520345573.8的中國實用新型專利公開了一種GaN晶體生長裝置，包括高壓釜，該高壓釜內裝設有坩堝，該坩堝內填充有晶體生長溶液，坩堝內放置有位於晶體生長溶液內的GaN籽晶，所述坩堝內設有浮在晶體生長溶液上的漂浮體，GaN籽晶生長面的背面與該漂浮體連接，漂浮體利用浮力帶著GaN籽晶漂浮在晶體生長溶液上。當為了更好的結晶，攪拌溶液以使N分布均勻時，這種晶體生長裝置中的漂浮體會阻礙傳統攪拌裝置的設置，而且在溶液攪拌過程中漂浮體位置會移動，不能保持在中心位置以獲得較好的結晶效果。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的上述問題，提供一種籽晶漂浮於生長溶液的GaN晶體生長裝置，通過在坩堝底部設置轉盤來實現攪拌液體的效果，同時通過拉繩來對漂浮體位置進行有效限制，保障結晶效果。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本實用新型是通過以下技術方案實現：

一種籽晶漂浮於生長溶液的GaN晶體生長裝置，包括釜體，所述釜體內設有坩堝，所述坩堝中裝設有生長溶液，所述生長溶液的表面處通過漂浮體固定有籽晶，所述漂浮體通過至少一個拉繩限制在生長溶液表面處的中心區域，所述坩堝的下端設有轉盤，所述轉盤通過轉軸連接有位於釜體外的轉動電機。

進一步地，所述生長溶液由金屬鎵與金屬鈉混合而成。

進一步地，所述漂浮體為密度小於晶體生長溶液的實心體，上端設有便於固定拉繩的穿孔。

進一步地，所述拉繩由耐高溫纖維編織而成。

進一步地，所述轉軸與釜體連接處設有軸封。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型中籽晶通過漂浮體漂浮於生長溶液，轉動電機通過轉軸驅動轉盤旋轉，坩堝也隨之旋轉，通過這種方式加快N在氮氣氛圍與生長溶液界面處溶解，改善生長溶液中N濃度分布均衡性，利於結晶，同時漂浮體在拉繩限制作用下始終處於生長溶液表面處的中心區域，進一步保障結晶效果。

當然，實施本實用新型的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型所述籽晶漂浮於生長溶液的GaN晶體生長裝置的結構示意圖；

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1-釜體，2-坩堝，3-生長溶液，4-漂浮體，5-籽晶，6-拉繩，7-轉盤，8-轉軸，9-轉動電機。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

請參閱圖1所示，本實用新型為一種籽晶漂浮於生長溶液的GaN晶體生長裝置，包括釜體1，釜體1內設有坩堝2，坩堝2中裝設有生長溶液3，生長溶液3的表面處通過漂浮體4固定有籽晶5，漂浮體4通過至少一個拉繩6限制在生長溶液3表面處的中心區域，坩堝2的下端設有轉盤7，轉盤7通過轉軸8連接有位於釜體1外的轉動電機9。

其中，生長溶液3由金屬鎵與金屬鈉混合而成。

其中，漂浮體4為密度小於晶體生長溶液的實心體，上端設有便於固定拉繩6的穿孔。

其中，拉繩6由耐高溫纖維編織而成。

其中，轉軸8與釜體1連接處設有軸封。

本實施例的一個具體應用為：坩堝2內填裝金屬鎵與金屬鈉混合組成的生長溶液3，籽晶5通過漂浮體4漂浮於生長溶液3中，轉動電機9通過轉軸8驅動轉盤9旋轉，坩堝2也隨之旋轉，通過這種方式加快N在氮氣氛圍與生長溶液3界面處溶解，改善生長溶液3中N濃度分布均衡性，利於結晶，同時漂浮體4在拉繩6限制作用下始終處於生長溶液3表面處的中心區域，進一步保障結晶效果。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料過著特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上公開的本實用新型優選實施例只是用於幫助闡述本實用新型。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該實用新型僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本實用新型。本實用新型僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。