CN116492923B - 一种用于制备半导体材料的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及属于半导体材料生产领域，尤其涉及一种用于制备半导体材料的装置及方法，包括气体浓度增加单元、导入单元、反应单元、后续处理单元和颗粒收集单元；气体浓度增加单元包括：浓度增加模块，浓度增加模块用于增加气体的浓度；导入单元包括上法兰盘组件，导入单元用于通过上法兰盘组件将气体通入反应单元内；反应单元包括半导体反应腔，用于在半导体反应腔内发生化学反应并最终生成半导体；后续处理单元包括下法兰盘组件、副产物收集仓、真空泵，后续处理单元用于通过最少两台真空泵分别降低装置内的水和氧气的含量，并对副产物进行收集；颗粒收集单元包括用于收集副产物收集仓中残存副产物颗粒的颗粒收集装置。
Description
技术领域
本发明涉及属于半导体材料生产领域，尤其涉及一种用于制备半导体材料的装置及方法。
背景技术
GaN、SiC、金刚石和ZnO等宽禁带半导体材料称为第三代半导体，它们具有击穿电压更大、介电常数更小、饱和电子漂移速率更高、导热性能更好、能隙更宽（Eg≥2.3eV）等优异性能。
GaN主要是指一种由人工合成的半导体材料，是第三代半导体材料的典型代表。GaN具有化学性质更稳定、耐高温、耐腐蚀性的特点，是研制大功率、高温、高速和恶劣环境条件下工作的光电子器件的理想材料。
现有的合成GaN纳米粒子方法主要有氨热法、金属有机化合物化学气相沉积法、高温热解法、胶体化学法等。其中，GaN薄膜制备方法包含金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法、分子束外延法(MBE)、氢化物气相外延法(HVPE)等；纳米GaN可以制作出各种形态的纳米GaN，如纳米粉末，纳米线，纳米棒等等。比如溶胶凝胶法，化学气相沉积法，无机热熔法等
目前氢化物气相外延法多用于制备单晶材料，所利用的装置利用氮气作为载气。这类装置在转向制备半导体材料时，会导致大量氯化铵在管道内堆积，造成管道腐蚀和堵塞，影响制备多晶材料的效率。
发明内容
为解决上述现有技术问题，本发明提供了一种用于制备半导体材料的装置及方法，克服了目前使用氢化物气相外延法的装置中有水和氧气，水和氧气会在高温下会发生反应产生杂质气体，氧气会发生氧化反应使得成品多晶GaN变黑；且副产物氯化铵溶于水，会结块而堵塞管道；收集副产物氯化铵的效率低，使大量氯化铵在管道内堆积，造成管道腐蚀和堵塞的缺点，从而减少多晶GaN中的杂质含量，并且使多晶GaN可以长时间的生长，大大地提高了制备多晶GaN效率，且本发明增大了反应气体的浓度，提升了反应的速度，从而更进一步提升制备多晶GaN效率，且通过颗粒收集装置来收集副产物收集仓中残存的副产物氯化铵的颗粒，确保副产物氯化铵无残留，以免副产物氯化铵的颗粒腐蚀损坏副产物收集仓。
本发明提出一种用于制备半导体材料的方法，包括以下步骤：
浓度增加模块处理从进气通道进入的气体来增加气体的浓度；
通过上法兰盘组件将气体通入反应腔室，气体包括氢化物、氮气、氨气；
氢化物通过载气氮气的传输进入半导体反应腔中，在低温区与镓舟中熔融的金属镓发生反应；
通过载气氮气的作用将生成的挥发性镓化合物带入高温反应区，在衬底的表面与氨气反应生成多晶GaN和副产物氯化铵；
通过副产物收集仓和最少两台真空泵分别来降低装置内的水和氧气的含量，和对副产物氯化铵进行收集。
通过颗粒收集装置来收集副产物收集仓中残存的副产物氯化铵的颗粒。
进一步地，通过其中的一台真空泵把装置内抽为极限真空状态来降低装置内的水和氧气的含量；通过另外一台真空泵提供的负压，将副产物氯化铵进行收集。
进一步地，副产物收集仓还包括冷阱，通过冷阱将副产物氯化铵更快速地进行收集。
本发明还提出一种通过氢化物气相外延法负压制备高质量多晶GaN的装置，其特征在于，包括气体浓度增加单元，导入单元，反应单元，后续处理单元，颗粒收集单元；
气体浓度增加单元包括：浓度增加模块，浓度增加模块用于增加气体浓度；
导入单元包括上法兰盘组件，导入单元用于通过上法兰盘组件将气体通入反应腔室；
反应单元包括半导体反应腔、镓舟、半导体生长组件、支架，反应单元用于通过发生化学反应最终生成多晶GaN；
后续处理单元包括下法兰盘组件、副产物收集仓、真空泵，后续处理单元用于通过最少为两台真空泵分别来降低装置内的水和氧气的含量，和对副产物氯化铵进行收集。
颗粒收集单元包括颗粒收集装置，颗粒收集装置用于收集副产物收集仓中残存的副产物氯化铵的颗粒。
进一步地，上法兰盘组件开有进气口用于将气体通入半导体反应腔内和密封半导体反应腔的上端面。
进一步地，浓度增加模块与上法兰盘组件的进气口相连，且浓度增加模块上有进气通道用于将气体通入浓度增加模块中。
进一步地，下法兰盘组件用于密封半导体反应腔的下端面并和副产物收集仓相连。
进一步地，副产物收集仓与真空泵利用管道连接。
进一步地，半导体反应腔包括半导体制备内衬与半导体制备外衬，半导体制备内衬用于支撑镓舟结构；半导体制备外衬用于保持半导体反应腔内密封。
进一步地，反应单元还包括导流组件、半导体生长组件、支架，支架是反应单元的支撑件，导流组件包括第一管道和两个第二管道，第一管道内壁的两侧对称设有若干第一通孔，两个第二管道分别朝靠近第一管道的内壁上设有位于同侧第一通孔数量相等的第二通孔，半导体生长组件包括第一半导体衬底、托盘和连接圈，第一半导体衬底位于第一管道下方，且第一半导体衬底设置在托盘上，托盘设置在半导体反应腔的内壁上，第一半导体衬底设置有至少两个连接杆，连接杆的端部通过连接圈连接，且第一管道外周壁与连接圈内周壁接触，在每个连接杆上设有与第二通孔数量相等的第二半导体衬底，每个第二半导体衬底位于第一通孔和第二通孔之间，第一管道内设置有第一分流部件，第二管道内设置有第二分流部件。
进一步地，第一分流部件包括在第一管道内壁两侧交错设置的若干第一导流块，第一导流块的数量与第一通孔数量相等，且两侧的第一通孔均交错设置，第一导流块呈水滴状，第一导流块的弧形部朝相近的第一通孔方向靠近，第一导流块的弧形部与第一通孔之间预留有距离，第一导流块的尖端部朝向上法兰盘组件方向。
进一步地，第二分流部件包括在第二管道内设置的第二导流块，第二导流块的数量与第二通孔的数量相等，且第二导流块呈水滴状，第二导流块的弧形部朝相近的第二通孔方向靠近，第二导流块的弧形部与第二通孔之间预留有距离，第二导流块的尖端部朝向上法兰盘组件方向。
进一步地，其特征在于，第一通孔和第二通孔均朝导流壳弧形部流动的气体方向倾斜设置。
进一步地，反应单元还包括半导体生长组件、支架，半导体生长组件用来盛放反应物质，支架是反应单元的支撑件。
进一步地，通过其中的一台真空泵把装置内抽为极限真空状态来降低装置内的水和氧气的含量；通过另外一台真空泵提供的负压，对副产物氯化铵进行收集。
进一步地，副产物收集仓还包括冷阱，通过冷阱对副产物氯化铵快速地进行收集。
本发明提供一种用于制备半导体材料的装置及方法，通过上法兰盘组件将气体通入反应腔室，气体包括氢化物、氮气、氨气；氢化物通过载气氮气的传输进入半导体反应腔中，在低温区与镓舟中熔融的金属镓发生反应；通过载气氮气的作用将生成的挥发性镓化合物带入高温反应区，在衬底的表面与氨气反应生成多晶GaN和副产物氯化铵；通过副产物收集仓和最少两台真空泵分别来降低装置内的水和氧气的含量，和对副产物氯化铵进行收集；克服了目前使用氢化物气相外延法的装置中有水和氧气，水和氧气会在高温下会发生反应产生杂质气体；氧气会发生氧化反应，使得成品多晶GaN变黑；副产物氯化铵溶于水，会结块，会堵塞管道；收集副产物氯化铵的效率低，使大量氯化铵在管道内堆积造成管道腐蚀和堵塞的缺点，可以减少生成的多晶GaN中的杂质含量，并且使多晶GaN可以长时间的生长，大大地提高了制备多晶GaN效率，另外通过的副产物收集仓的冷阱可以将副产物氯化铵更快速地进行收集，更进一步地提高了制备多晶GaN的效率，且本发明增大了反应气体的浓度，提升了反应的速度，从而更进一步提升制备多晶GaN效率，且通过颗粒收集装置来收集副产物收集仓中残存的副产物氯化铵的颗粒，确保副产物氯化铵无残留，以免副产物氯化铵的颗粒腐蚀损坏副产物收集仓。
附图说明
图1为本发明一种用于制备半导体材料的方法一实施例的流程图；
图2为本发明一种用于制备半导体材料的装置一实施例的结构图；
图3为本发明的第一导流管和第二导流管的装配图；
图4为本发明的第一导流管和第二导流管的内部放大图；
图5为本发明的第一导流管内部的流体流向示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-第一管道；2-第二管道；3-第一通孔；4-第二通孔；5-托盘；6-连接圈；7-连接杆；8-第一导流块；9-第二导流块；10-第一半导体衬底；11-第二半导体衬底；101-上法兰盘组件；102-半导体反应腔；105-下法兰盘组件；106-第一真空泵；107-副产物收集仓；108-第二真空泵；110-浓度增加模块；111-颗粒收集装置。
实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步地详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。
实施例1
参照图1，本发明实施例提供了一种用于制备半导体材料的装置，包括气体浓度增加单元，导入单元，反应单元，后续处理单元，颗粒收集单元；
气体浓度增加单元包括浓度增加模块110，浓度增加模块110用于增加气体浓度，气体从浓度增加模块110的进气通道进入后，通过浓度增加模块110的处理得到高浓度的气体。
导入单元包括上法兰盘组件101，导入单元用于通过上法兰盘组件101将高浓度的气体通入反应单元的半导体反应腔102；反应单元用于在半导体反应腔102内发生化学反应并最终生成多晶GaN；后续处理单元包括下法兰盘组件105、副产物收集仓107、第一真空泵106、第二真空泵108，后续处理单元用于通过最少两台第一真空泵106、第二真空泵108分别降低装置内的水和氧气的含量，并对副产物氯化铵进行收集。
其中，上法兰盘组件101设置的半导体反应腔102上端面，上法兰盘组件101下端面与半导体反应腔102上端面间设置有密封圈，通过螺栓连接使半导体反应腔102内密闭；下法兰盘组件105设置的半导体反应腔102下端面，下法兰盘组件105上端面与半导体反应腔102下端面间设置有密封圈，通过气缸压紧连接使半导体反应腔102内密闭。镓舟与托盘5上的第一半导体衬底10放置于半导体反应腔102内部，第一真空泵106和第二真空泵108通过管道连接至腔室内。上法兰盘组件101开设有用于将气体通入反应腔室的进气口。上法兰盘组件101为不锈钢制圆盘，开有用于放置密封圈的槽体与进气口；半导体反应腔102分为半导体制备内衬与半导体制备外衬两部分。半导体制备内衬为石英制圆柱型腔体，放置于支架内部，用于支撑镓舟结构。半导体制备外衬为石英制圆柱形腔体，用于保持半导体反应腔102内密封，其上端面由上法兰盘组件101密封，下端面由下法兰盘组件105密封，并且下法兰盘组件105与副产物收集仓107相连接，副产物收集仓107连接着多个真空泵，真空泵包括第一真空泵106和第二真空泵108；
气体包括氢化物、氮气、氨气，经过浓度增加模块110处理得到高浓度的气体，且高浓度的气体通过上法兰盘组件101的进气口，进入半导体反应腔102内，在低温区氢化物与镓舟中熔融的金属镓发生反应生成挥发性镓化合物，载气氮气用于把生成的挥发性镓化合物带入高温反应区，在托盘5上的第一半导体衬底10表面与氨气反应生成多晶GaN和副产物氯化铵，然后反应生成的废气包括副产物氯化铵，进入到副产物收集仓107，与副产物收集仓107相连的最少为2个真空泵，以两个第一真空泵106 和第二真空泵108为例，第一真空泵106用于把装置内抽为极限真空状态来降低装置内的水和氧气的含量；第二真空泵108用于提供负压，将副产物氯化铵进行收集；副产物收集仓107里面安装了冷阱，冷阱用于冷凝吸附副产物氯化铵的气体，可以加速副产物氯化铵的收集。
颗粒收集单元包括颗粒收集装置111， 颗粒收集装置111用于收集副产物收集仓107中残存的副产物氯化铵的颗粒。
本发明实施例提供的一种用于制备半导体材料的装置克服了目前氢化物气相外延法制备多晶GaN时，因大量氯化铵在管道内堆积导致管道腐蚀和堵塞、和因杂质含量较多造成多晶GaN不能长时间生长所造成的制备多晶GaN效率低下的缺点，可以减少多晶GaN中的杂质含量，并且使多晶GaN可以长时间的生长，大大地提高了制备多晶GaN效率，且本发明增大了反应气体的浓度，提升了反应的速度，从而更进一步提升制备多晶GaN效率，另外的副产物收集仓107的冷阱，通过冷阱将副产物氯化铵更快速地进行收集，更进一步地提高了制备多晶GaN的效率。
需要说明的是，反应单元还包括导流组件、半导体生长组件、支架，支架是反应单元的支撑件，导流组件包括第一管道1和两个第二管道2，第一管道1内壁的两侧对称设有若干第一通孔3，两个第二管道2分别朝靠近第一管道1的内壁上设有位于同侧第一通孔3数量相等的第二通孔4，半导体生长组件包括第一半导体衬底10、托盘5和连接圈6，第一半导体衬底10位于第一管道1下方，且第一半导体衬底10设置在托盘5上，托盘5设置在半导体反应腔102的内壁上，第一半导体衬底10设置有至少两个连接杆7，连接杆7的端部通过连接圈6连接，且第一管道1外周壁与连接圈6内周壁接触，在每个连接杆7上设有与第二通孔4数量相等的第二半导体衬底11，每个第二半导体衬底11位于第一通孔3和第二通孔4之间，第一管道1内设置有第一分流部件，第二管道2内设置有第二分流部件。
如图3-图5所示，氯化稼与氨气反应时，由于氯化稼气体是从第一管道1内流出，第一管道1是柱状，因此氯化稼气体流出来的一瞬间是呈轴流状（类似柱状），氯化稼气体的外圈层最先与氨气进行反应的，而氯化稼的内圈层气体散开后，部分氯化稼气体与附近的氨气反应，而另一部分的氯化稼气体未与氨气进行充分接触，且这部分氯化稼气体在附近徘徊后进入收集仓内，造成了氯化稼气体的浪费，则并未在第一半导体衬底10上高效的产生晶体。
本发明是通过上法兰盘组件101将气体通入反应腔室，气体包括氯化氢、氮气、氨气；氯化氢通过载气氮气的传输进入半导体反应腔102中，在低温区与镓舟中熔融的金属镓发生反应，生成挥发性镓化合物，也就是氯化镓，第一管道1通入气体状态的氯化镓，第二管道2通入氨气，第一管道1与第二管道2中的气体在流动过程中，第一管道1每侧的第一通孔3和第二管道2的第二通孔4是相对设置的，第一通孔3和第二通孔4同时排出气体，第二通孔4排出的氨气和第一通孔3排出的氯化稼接触，接触后产生的反应生成晶体和副产物氯化铵，由于第一通孔3和第二通孔4之间设置了第二半导体衬底11，因此两者混合气体反应所产生的晶体也会置于第二半导体衬底11上；在对第一管道1内的氯化稼进行分流设置时，流入到第一半导体衬底10上的氯化稼气体流出的体积比之前有所减少，从而能够在一定时间段内适时的进行反应，减少氯化稼气体未充分反应的几率；通过在第一管道1外壁设置的连接圈6，可对其第一管道1起着限位的作用，避免第一管道1产生摆动，且在连接圈6上设置的若干第二半导体衬底11，将晶体均匀分布在每个第二半导体衬底11上，避免晶体过多而导致溢出。
需要说明的是，第一分流部件包括在第一管道1内壁两侧交错设置的若干第一导流块8，第一导流块8的数量与第一通孔3数量相等，且两侧的第一通孔3均交错设置，第一导流块8呈水滴状，第一导流块8的弧形部朝相近的第一通孔3方向靠近，第一导流块8的弧形部与第一通孔3之间预留有距离，第一导流块8的尖端部朝向上法兰盘组件101方向。
本发明通过设置水滴状的第一导流块8，气体由上至下流动时，会被第一导流块8的尖端部进行分流，且由于第一导流块8是倾斜设置，第一导流块8尖端部位于第一导流管横截面积的大约三分之一处，因此气体有一部分流通有大约三分之一的气体，这里可以不仅仅是三分之一，只是说明一侧流动的气体量比另一侧流动的气体量要少，为了控制从第一通孔3排出的氯化稼气体，因此用三分之一来举例，这三分之一气体的一部分从第一通孔3内排出，这三分之一气体的另外一部分顺着弧形部继续在第一管道1内流动，两侧的第一导流块8与第一通孔3均交错设置是为了保证每个第一通孔3出来的气体量是差不多的，使得排出等量的气体，才能使氨气与氯化稼气体充分反应，且也使得每个第二半导体衬底11上产生的晶体数量较为相等。
需要说明的是，第二分流部件包括在第二管道2内设置的第二导流块9，第二导流块9的数量与第二通孔4的数量相等，且第二导流块9呈水滴状，第二导流块9的弧形部朝相近的第二通孔4方向靠近，第二导流块9的弧形部与第二通孔4之间预留有距离，第二导流块9的尖端部朝向上法兰盘组件101方向。
在第二管道2内设置第二导流块9，倾斜设置和第一导流块8原理一样，通过倾斜设置的角度能够使适量的氨气从第二通孔4内排出，若不设置第一导流块8和第二导流块9，当气体向下流动时，若速率过快，很难从设置的排气孔流出，第一导流块8和第二导流块9有着导向的作用，在设置第一导流块8和第二导流块9之间可以进行测试，待测试结果判断倾斜多少角度可以达到合适的排气量，使第一导流块8的氨气排气量和第二导流块9的氯化稼排气量达到合适的范围，避免氨气排出少，氯化稼排出量大，使得氨气反应完后，其余氯化稼流动至其他区域内，则此部分氯化稼未与氨气产生反应，从而导致浪费。
需要说明的是，第一通孔3和第二通孔4均朝导流壳弧形部流动的气体方向倾斜设置。通过第一导流块8和第二导流块9导向，由于气体遇到物体的阻挡后，会改变气体的流动，第一通孔3和第二通孔4倾斜的方向和气体流动方向一致，使得气体能够顺利排气。
实施例2：
参照图2，本发明实施例提供了一种用于制备半导体材料的方法，应用于的一种用于制备半导体材料的装置，包括以下步骤：
S101、气体通过浓度增加模块的进气通道进入，通过浓度增加模块的处理得到高浓度的气体，气体包括氢化物、氮气、氨气；
S102、通过上法兰盘组件101将高浓度的气体通入反应腔室；
S103、氢化物通过载气氮气的传输进入半导体反应腔中，在低温区与镓舟中熔融的金属镓发生反应；
S104、通过载气氮气的作用将生成的挥发性镓化合物带入高温反应区，在衬底的表面与氨气反应生成多晶GaN和副产物氯化铵；
S105、通过副产物收集仓和最少两台真空泵分别来降低装置内的水和氧气的含量，和对副产物氯化铵进行收集。
S106、通过颗粒收集装置将副产物收集仓中残存的副产物氯化铵的颗粒进一步收集。
进一步地，通过其中的一台真空泵把装置内抽为极限真空状态来降低装置内的水和氧气的含量；通过另外一台真空泵提供的负压，对副产物氯化铵进行收集。
副产物收集仓里面安装了冷阱，冷阱用于冷凝吸附副产物氯化铵的气体，可以加速副产物氯化铵的收集，对于残存的副产物氯化铵的颗粒，颗粒收集装置可以进一步地对副产物氯化铵的颗粒进行收集，确保副产物氯化铵无残留，以免副产物氯化铵的颗粒腐蚀损坏副产物收集仓。
本发明实施例提供了的通过氢化物气相外延法制备高质量多晶GaN的方法，通过上法兰盘组件101将气体通入反应腔室，气体包括氢化物、氮气、氨气；氢化物通过载气氮气的传输进入半导体反应腔中，在低温区与镓舟中熔融的金属镓发生反应；通过载气氮气的作用将生成的挥发性镓化合物带入高温反应区，在衬底的表面与氨气反应生成多晶GaN和副产物氯化铵；通过副产物收集仓和最少两台真空泵分别来降低装置内的水和氧气的含量，和对副产物氯化铵进行收集；本发明实施例提供的一种用于制备半导体材料的方法克服了目前使用氢化物气相外延法的装置中有水和氧气，水和氧气会在高温下会发生反应产生杂质气体；氧气会发生氧化反应，使得成品多晶GaN变黑；副产物氯化铵溶于水，会结块，会堵塞管道；收集副产物氯化铵的效率低，使大量氯化铵在管道内堆积，造成管道腐蚀和堵塞的缺点，可以减少多晶GaN中的杂质含量，并且使多晶GaN可以长时间的生长，大大地提高了制备多晶GaN效率，且本发明增大了反应气体的浓度，提升了反应的速度，从而更进一步提升制备多晶GaN效率。另外的副产物收集仓的冷阱，通过冷阱将副产物氯化铵更快速地进行收集，更进一步地提高了制备多晶GaN的效率，同时颗粒收集装置将副产物收集仓中残存的副产物氯化铵的颗粒收集，确保副产物氯化铵无残留，以免副产物氯化铵的颗粒腐蚀损坏副产物收集仓。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于制备半导体材料的装置，其特征在于，包括气体浓度增加单元、导入单元、反应单元、后续处理单元和颗粒收集单元；
气体浓度增加单元包括：浓度增加模块（110），浓度增加模块（110）用于增加气体的浓度；
导入单元包括上法兰盘组件（101），导入单元用于通过上法兰盘组件（101）将气体通入反应单元内；
反应单元包括半导体反应腔（102），用于在半导体反应腔内发生化学反应并最终生成半导体；
后续处理单元包括下法兰盘组件（105）、副产物收集仓（107）、真空泵，后续处理单元用于通过最少两台真空泵分别降低装置内的水和氧气的含量，并对副产物进行收集；
颗粒收集单元包括颗粒收集装置（111），颗粒收集装置（111）用于收集副产物收集仓（107）中残存的副产物颗粒；上法兰盘组件（101）设有进气口，用于将气体通入半导体反应腔（102）内，上法兰盘组件（101）还用于密封半导体反应腔（102）的上端面，浓度增加模块（110）与上法兰盘组件（101）的进气口相连，且浓度增加模块（110）上设有用于将气体通入浓度增加模块（110）中的进气通道，下法兰盘组件（105）用于密封半导体反应腔（102）的下端面并和副产物收集仓（107）相连，副产物收集仓（107）与真空泵利用管道连接，半导体反应腔（102）包括半导体制备内衬与半导体制备外衬，半导体制备内衬用于支撑半导体反应腔（102）内的镓舟；半导体制备外衬用于保持半导体反应腔（102）内密封，反应单元还包括导流组件、半导体生长组件、支架，支架是反应单元的支撑件，导流组件包括第一管道（1）和两个第二管道（2），第一管道（1）内壁的两侧对称设有若干第一通孔（3），两个第二管道（2）分别朝靠近第一管道（1）的内壁上设有位于同侧第一通孔（3）数量相等的第二通孔（4），半导体生长组件包括第一半导体衬底（10）、托盘（5）和连接圈（6），第一半导体衬底（10）位于第一管道（1）下方，且第一半导体衬底（10）设置在托盘（5）上，托盘（5）设置在半导体反应腔（102）的内壁上，第一半导体衬底（10）设置有至少两个连接杆（7），连接杆（7）的端部通过连接圈（6）连接，且第一管道（1）外周壁与连接圈（6）内周壁接触，在每个连接杆（7）上设有与第二通孔（4）数量相等的第二半导体衬底（11），每个第二半导体衬底（11）位于第一通孔（3）和第二通孔（4）之间，通过气体的混合在第二半导体衬底（11）上产生固态凝结物，第一管道（1）内设置有第一分流部件，第二管道（2）内设置有第二分流部件。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备半导体材料的装置，其特征在于，第一分流部件包括在第一管道（1）内壁两侧交错设置的若干第一导流块（8），第一导流块（8）的数量与第一通孔（3）数量相等，且两侧的第一通孔（3）均交错设置，第一导流块（8）呈水滴状，第一导流块（8）的弧形部朝相近的第一通孔（3）方向靠近，第一导流块（8）的弧形部与第一通孔（3）之间预留有距离，第一导流块（8）的尖端部朝向上法兰盘组件（101）方向。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备半导体材料的装置，其特征在于，第二分流部件包括在第二管道（2）内设置的第二导流块（9），第二导流块（9）的数量与第二通孔（4）的数量相等，且第二导流块（9）呈水滴状，第二导流块（9）的弧形部朝相近的第二通孔（4）方向靠近，第二导流块（9）的弧形部与第二通孔（4）之间预留有距离，第二导流块（9）的尖端部朝向上法兰盘组件（101）方向。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于制备半导体材料的装置，其特征在于，第一通孔（3）和第二通孔（4）均朝导流壳弧形部流动的气体方向倾斜设置。
5.一种用于制备半导体材料的方法，应用于根据权利要求1-3任一项所述的一种用于制备半导体材料的装置，其特征在于，包括以下步骤：
浓度增加模块（110）通过处理从进气通道进入的气体来增加气体的浓度；
通过上法兰盘组件（101）将气体通入半导体反应腔（102）；
气体在半导体反应腔（102）中的低温区与镓舟发生反应；
通过气体的作用将生成的化合物带入到第一半导体衬底的表面与氨气反应生成半导体和副产物；
通过副产物收集仓（107）和至少两台真空泵分别降低装置内的水和氧气的含量，并对副产物进行收集；
通过颗粒收集装置（111）来收集副产物收集仓（107）中残存的副产物的颗粒。
6.根据权利要求5的所述一种用于制备半导体材料的方法，其特征在于，通过其中的一台真空泵把装置内抽为极限真空状态来降低装置内的水和氧气的含量；通过另外一台真空泵提供的负压，对副产物进行收集。
7.根据权利要求6的所述一种用于制备半导体材料的方法，其特征在于，副产物收集仓（107）还包括冷阱，通过冷阱对副产物快速地进行收集。
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