CN111549375A - 一种可量产氮化镓的全立式hpve设备 - Google Patents

一种可量产氮化镓的全立式hpve设备 Download PDF

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    • C30B29/406—Gallium nitride

Abstract

本发明公开了一种可量产氮化镓的全立式HPVE设备，包括立式箱体；立式箱体由上至下设置有第一生长室、第一气室、第二气室和第二生长室；第一生长室与第一气室相连通，并在其内活动设置有反应皿；第一气室和第二气室的侧壁上端均设置有若干呈倾斜状的气流喷口；且第一气室和第二气室底部分别延伸至第二生长室内的第三出气管和第四出气管。本装置能够使得在进入第二生长内的气体保持其均匀性，保证了氮化镓的均衡生长。

Description

一种可量产氮化镓的全立式HPVE设备
技术领域
本发明属于半导体材料技术领域，具体涉及一种用于制备淡化的立式装置。
背景技术
GaN(含氮化镓的相关化合物：氮化铝、氮化铟、氮化镓铝、氮化镓铟等)是继硅和砷化镓后第三代半导体材料，是制作蓝光—紫外光波的发光器件(发光二极管和激光二极管)、探测器以及高温、高频、大功率电子器件的优良材料。氮化镓半导体效率是硅半导体效率的100-100倍。此外，这种位错密度为5*10/cm的氮化镓LED材料可以生产比传统LED效率高两倍的LED。
但是现有设备在制备氮化镓时，由于设备装置直径偏小，大大限制了衬底的尺寸和数量，同时，也存在镓源利用率不高、氮化镓生长室内气体不均匀，导致衬底上氮化镓附着不均匀的问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种用于制备淡化的立式装置，可有效解决现有装置镓源利用率不高、氮化镓在衬底上附着率低的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可量产氮化镓的全立式HPVE设备，包括立式箱体；立式箱体由上至下设置有第一生长室、第一气室、第二气室和第二生长室；
第一生长室与第一气室相连通，并在其内活动设置有反应皿；第一气室和第二气室的侧壁上端均设置有若干呈倾斜状的气流喷口；且第一气室和第二气室底部分别延伸至第二生长室内的第三出气管和第四出气管。
进一步地，反应皿滑动设置于第一生长室内，其包括若干支撑件；支撑件之间具有间隙，形成通孔；支撑件由上至下包括载物层和第三加热层；载物层上设置有至少一份位于通孔内的镓源。
进一步地，第三加热层上开有滑槽，载物层底部设置有滑动嵌入滑槽内的凸棱；同时，载物层端部设置有覆盖在第三加热层端部上的凸出块；凸出块朝向第三加热层的一侧设置有嵌入第三加热层端部内的限位柱。
进一步地，通孔形状为正六方形。
进一步地，第一生长室一端通过螺纹与盖帽连接；盖帽上开有第一进气口；另一端通过弧形弯管与设置于第一气室侧壁上端内的气流喷口连通。
进一步地，第二气室通过气流喷口与第二进气口连通。
进一步地，气流喷口均沿同一方向倾斜，其倾斜角度为30～60°。
进一步地，第一气室底部两侧分别设置有相连通，且延伸至第二气室下方的第一出气管和第二出气管；第一出气管和第二出气管位于第二气室下方处设置有若干延伸至第二生长室内的第三出气管；第二气室底部设置有若干延伸至第二生长室内，且将第三出气管环绕的第四出气管。
进一步地，第二生长室内设置有支撑台；支撑台上转动设置有若干位于第三出气管和第四出气管正下方的衬底；且第二生长室侧壁设置有第一加热层。
进一步地，支撑台的朝向第二气室的一面转动设置有若干衬底，另一面设置有第二加热层。
本发明的有益效果为：
1、通过在第一气室和第二气室侧壁上开设呈倾斜状的气流喷口，使得进入第一气室和第二气室内的气体能形成稳定的螺旋气流，保证第一气室和第二气室内的气体充分的均匀分布，从而可有效的保证进入第二生长室内的气体的均匀性，也就保证了氮化镓在衬底上的均匀生长。
2、正六方形的通孔可增加反应皿的承受切向负载的能力，使得反应皿在承受反应的过程中所受内力更小，可有效避免产生损伤性微细裂纹，提升反应皿的稳定性，延长其使用寿命，同时，还可有效的提升从第一进气口内进入的气体与镓源之间的接触面积，提升镓源的利用率。
3、第一生长室一端通过螺纹与盖帽连接，使得反应皿能够在反应结束后从第一生长室内取出，同时，通过载物层和第三加热层之间滑动配合，能够便捷的将反应后的镓源取出，或重新添加新的镓源。
附图说明
图1为本装置的结构示意图；
图2为反应的结构示意图；
图3为支撑件的结构示意图；
图4为气流喷口设置于第一气室侧壁时的结构示意图；
图5为气流喷口设置于第二气室侧壁时的结构示意图。
其中，1、立式箱体；2、第一气室；3、第二气室；4、第一生长室；5、反应皿；51、载物层；52、第三加热层；53、镓源；54、通孔；55、限位柱；56、凸棱；6、第一进气口；7、第二进气口；8、第一出气口；9、弧形弯管；10、挡板；11、第一出气管；12、第二出气管；13、第三出气管；14、第四出气管；15、第二生长室；16、第一加热层；17、支撑台；18、第二加热层；19、衬底；20、气流喷口。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例
如图1所示，该可量产氮化镓的全立式HPVE设备，包括立式箱体1，在立式箱体1内由上至下依次设置有相互隔离的第一生长室4、第一气室2、第二气室3和第二生长室内15。
如图1所示，第一生长室4的一端通过螺纹连接的方式与盖帽连接，并在盖帽上开有用于通入氯化氢气体的第一进气口6，另一端通过第一出气口8与弧形弯管9连通。
如图1所示，在第一生长室4内放置有承载有镓源53的反应皿5，反应皿5的外径与第一生长室4相同，且反应皿5的外壁与第一生长室4的内壁滑动贴合，同时，在第一出口8处还设置有与反应皿5进行限位的挡板10，挡板10呈倾斜状，由此，使得第一出口8的口径沿远离反应皿5的方向逐渐减小。
如图2和图3所示，该反应皿5包括若干支撑件，支撑件之间具有间隙，由此形成形状为正六方形的通孔54。
如图2和图3所示，每个之间均包括由上至下设置的载物层51和第三加热层52，其中，载物层51上放置有至少一块位于通孔54内的镓源53。
如图3所示，载物层51的底部设置有凸棱56，端部设置有将第三加热层52端部覆盖并嵌入第三加热层52端部的凸出块，同时，还在第三加热层52上开有供凸棱56嵌入的滑槽。
如图1和图4所示，第一生长室4通过弧形弯管9与第一气室2连通，同时，在第一气室2的上端侧壁，沿其圆周方向等间距开设有若干的气流喷口20，该气流喷口20呈倾斜状，该呈倾斜状的气流喷口20与弧形弯管9连通，且倾斜方向相同，优选其倾斜角度为45°。
如图1和图5所示，该第二气室3上端侧壁，沿其圆周方向同样等间距开设有若干的气流喷口20，该气流喷口20呈倾斜状，与用于通入氨气的第二进气口7连通，且倾斜方向相同，优选其倾斜角度为45°。
如图1所示，在第一气室2底部两侧分别设置有相连通的第一出气管11和第二出气管12，且第一出气管11和第二出气管12的最低端延伸至第二气室3和第二生长室15之间。
如图1所示，在第一出气管11和第二出气管12位于第二气室3正下方处设置有延伸至第二生长室15内的第三出气管13，同时，在第二气室3底部同样设置有延伸至第二生长室15内，且将第三出气管13环绕的第四出气管14，优选第四出气管14的数量为4或6根。
如图1所示，该第二生长室15内焊接固定有呈T型的支撑台17，在该支撑台17的台面上设置有若干可转动的衬底19，然后在该支撑台17的另一面设置有第二加热层18，同时，还在第二生长室15的内壁设置有第一加热层16，其中，第一加热层16、第二加热层18和第三加热层52中的加热元件均为电加热元器件。

Claims (10)

1.一种可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，包括立式箱体；所述立式箱体由上至下设置有第一生长室、第一气室、第二气室和第二生长室；
所述第一生长室与第一气室相连通，并在其内活动设置有反应皿；所述第一气室和第二气室的侧壁上端均设置有若干呈倾斜状的气流喷口；且所述第一气室和第二气室底部分别延伸至第二生长室内的第三出气管和第四出气管。
2.根据权利要求1所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述反应皿滑动设置于第一生长室内，其包括若干支撑件；所述支撑件之间具有间隙，形成通孔；所述支撑件由上至下包括载物层和第三加热层；所述载物层上设置有至少一份位于通孔内的镓源。
3.根据权利要求2所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述第三加热层上开有滑槽，所述载物层底部设置有滑动嵌入滑槽内的凸棱；同时，所述载物层端部设置有覆盖在第三加热层端部上的凸出块；所述凸出块朝向第三加热层的一侧设置有嵌入第三加热层端部内的限位柱。
4.根据权利要求2所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述通孔形状为正六方形。
5.根据权利要求1所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述第一生长室一端通过螺纹与盖帽连接；所述盖帽上开有第一进气口；另一端通过弧形弯管与设置于第一气室侧壁上端内的气流喷口连通。
6.根据权利要求1所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述第二气室通过气流喷口与第二进气口连通。
7.根据权利要求5或6所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述气流喷口均沿同一方向倾斜，其倾斜角度为30～60°。
8.根据权利要求1所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述第一气室底部两侧分别设置有相连通，且延伸至第二气室下方的第一出气管和第二出气管；所述第一出气管和第二出气管位于第二气室下方处设置有若干延伸至第二生长室内的第三出气管；所述第二气室底部设置有若干延伸至第二生长室内，且将第三出气管环绕的第四出气管。
9.根据权利要求1所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述第二生长室内设置有支撑台；所述支撑台上转动设置有若干位于第三出气管和第四出气管正下方的衬底；且所述第二生长室侧壁设置有第一加热层。
10.根据权利要求9所述的可量产氮化镓的全立式HPVE设备，其特征在于，所述支撑台的朝向第二气室的一面转动设置有若干衬底，另一面设置有第二加热层。
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