[实用新型]促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置

说明书

本实用新型公开了一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置。所述半导体晶体生长装置包括：生长腔室、设置于生长腔室内的反应容器和原料补充容器；所述反应容器用于承载晶体生长所需的籽晶和/或衬底以及容置晶体生长所需的生长原料；升降机构，所述升降机构与所述反应容器和/或原料补充容器传动连接，并至少用于驱使所述反应容器和/或原料补充容器沿预定方向运动，所述反应容器能够相对运动至所述原料补充容器内并与所述原料补充容器相连通。本实施例提供的一种半导体晶体生长装置，可以持续向反应容器中补充相同组分配比的生长原料，保持反应容器中的生长原料化学组分恒定，提高单晶生长质量的片内均匀性。

技术领域

本实用新型涉及一种半导体晶体生长设备，特别涉及一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置，属于半导体生长设备技术领域。

背景技术

氮化镓作为第三代半导体核心材料之一，具有禁带宽度大，饱和电子迁移率高，击穿场强高，热导率高，介电常数小，抗辐射性能强，化学稳定性好等优良特性。氮化镓在光学器件和大功率电子器件上都有广泛的应用，如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和大功率晶体管。目前，生产氮化镓的方法主要有四种，高压熔液法，氢化物气相外延法，氨热法，助熔剂法。但是，高压熔液法，氢化物气相外延法，氨热法和助熔剂法。而助熔剂法作为一种近热力学平衡态下的生长方法，具有诸多优势，是目前公认的获得低成本、高质量、大尺寸氮化镓体单晶的生长方法之一。

通常，助熔剂法氮化镓体单晶的一般生长过程为：选取适当原料(主要为金属镓、金属钠、碳添加剂等)成分配比，将装有生长原料和氮化镓籽晶的坩埚置于生长炉中，在一定生长温度、一定生长压力的氮气氛围，通过控制不同的生长时间，在氮化镓籽晶上液相外延获得一定厚度的氮化镓体单晶。然而，由于助熔剂法生长处于封闭的系统，生长原料的化学组分(主要为金属镓、金属钠、碳添加剂等)随生长过程不断变化，且逐渐偏离原先的配比，仍没有有效的解决，利用机械搅拌生长原料/旋转生长坩埚的生长方法进行液相外延，不可避免地对生长体系产生了扰动，氮化镓的结晶条件容易受到干扰，导致生长的氮化镓单晶存在位错、生长条纹等缺陷。另外，由于氮化镓生长的温度场分布不均，生长的氮化镓质量不均一，严重影响着助熔剂氮化镓的产业化。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置，包括：

生长腔室、设置于生长腔室内的反应容器和原料补充容器；所述反应容器用于承载晶体生长所需的籽晶和/或衬底以及容置晶体生长所需的生长原料，所述原料补充容器用于容置晶体生长所需的生长原料；以及

升降机构，所述升降机构与所述反应容器和/或原料补充容器传动连接，并至少用于驱使所述反应容器和/或原料补充容器沿预定方向运动，且所述反应容器和原料补充容器中的一者位于另一者的运动轨迹上，所述反应容器能够相对运动至所述原料补充容器内并与所述原料补充容器相连通。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

1)本实用新型实施例提供的一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置，可以持续向反应容器中补充相同组分配比的生长原料，保持反应容器中的生长原料化学组分恒定，提高了单晶生长质量的片内均匀性；

2)本实用新型实施例提供的一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置，可以显著提升生长原料的温度均匀性及原料流动性，避免了生长腔室内部的生长条件扰动，进一步提升了氮化镓的结晶质量；

3)本实用新型实施例提供的一种促进原料组分恒定和流动性的半导体晶体生长装置，能够有效实现生长腔室内的热场均匀化，进一步提高了氮化镓单晶的质量均一性；