专利名称：一种液相外延法制取薄膜的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液相外延装置，特别涉及一种液相外延法制取薄膜的装置。
背景技术：
液相外延法是由溶液中析出固相物质并沉积在衬底上生成单晶薄层的方法。液相 外延由尼尔松于1963年发明，成为化合物半导体单晶薄层的主要生长方法，被广泛的用于 电子器件的生产上。薄层材料和衬底材料相同的称为同质外延，反之称为异质外延。液相 外延可分为倾斜法、垂直法和滑舟法三种，其中倾斜法是在生长开始前，使石英管内的石英 容器向某一方向倾斜，并将溶液和衬底分别放在容器内的两端；垂直法是在生长开始前，将 溶液放在石墨坩锅中，而将衬底放在位于溶液上方的衬底架上；滑舟法是指外延生长过程 在具有多个溶液槽的滑动石墨舟内进行。在外延生长过程中，可以通过四种方法进行溶液 冷却平衡法、突冷法、过冷法和两相法。 然而，常用的以上方法中，通常存在以下缺陷，一是生长时不均匀，影响产品的品 质，二是每次往往只能对少量的衬底片进行操作，不能满足工业化生产的需要。
发明内容
本发明专利的目的在于克服以上背景技术的缺陷，提供一种液相外延法制取薄膜
的装置，以实现一次载入多片衬底片，制备具有高纯度，高性能的薄膜的目的。除可用于前
述硅片制备外，还可以用于其它材料外延片的制备。 本发明的技术方案如下 —种液相外延薄膜生长的装置，包括 —阀室，阀室内装有一升降旋转轴； —炉室，位于阀室的下方； —坩埚，位于炉室内； —用来加热所述坩埚内原料的加热装置； 其特征在于还包括一上端与升降旋转轴下端连接的石墨花篮，所述的石墨花篮 位于炉体内，可在阀室内及炉室内上下运动。 前述的石墨花篮包括一位于上端的连接轴，可拆卸地或固定地与升降旋转轴连 接；一上夹板；一下夹板；以及一位于上下夹板之间的连接轴；所述的上夹板下表面及下夹 板的上表面各有一组上下相对应的凹槽，用于固定衬底片。 所述的上夹板上表面所述的上夹板上表面中心厚，周边薄，由轴心沿径向向周边 倾斜。 所述的上夹板上表面由轴心向周边倾斜的角度为1 30° 。 所述的上夹板的上表面还具有2 6个沿圆周分布的径向棱，径向棱和倾斜的上 夹板上表面配合，加强溶液的搅拌效果。 所述的上夹板或下夹板中，至少有一夹板靠近轴心处沿圆周分布有2 10个孔。
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所述的凹槽每组具有10-200个。所述的凹槽深l-5mm，宽0. 5_3mm，长度可根据需要设置。 所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间有一夹角。 所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间的夹角为O。
-75° 。 所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间的夹角为20。
-50° 。 由上述描述可知，本发明提供了一种液相外延薄膜生长的装置，多个衬底片可装
于花篮的上下夹板之间，随着花篮上下运动而进入溶剂中或取出，可一次性生产多个外延
片；花篮可随着升降旋转轴旋转，使衬底片周围各处溶液浓度均匀，消除了温场不均匀带来
的生长差异，生长出来的片厚度均匀；凹槽与夹板径向之间具有一夹角，旋转时，旋转时，
形成夹角的衬底片可以控制溶液的流向，使其由上下板围成的空间外周向轴心处的开口流
动，衬底片在溶液的作用力下，会沿凹槽滑动，向轴心处靠拢固定，可以避免衬底片被甩出。
图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的A-A剖面示意图； 图3为本发明石墨花篮部分的结构示意具体实施例方式
如图1及图2所示，一种液相外延薄膜生长的装置，包括一阀室9，阀室9的一面 有一门91，用与石墨花篮的进出；阀室9上方为副室2 ;位于阀室9的下方有一炉室5，炉室 5由一炉盖4封盖；炉室5内有一石墨坩埚9，石墨坩埚用于容纳石英坩埚(图中未显示)， 石英坩埚用于溶解合金溶剂；石墨坩埚外有一石墨加热器8，用于加热石墨坩埚；石墨加热 器8连接电极7。阀室9及副室2内装有一升降旋转轴1，升降旋转轴1下接1石墨花篮 3(见图3)，可将石墨花篮3浸入或提出于石英坩埚。所述的石墨花篮3位于炉体内，可随 升降旋转轴1在阀室9内及炉室5内上下运动。 如图3所示，石墨花篮包括一位于上端的连接轴31，可拆卸地与液相外延炉上方 的升降旋转轴1下端连接；连接轴31下方连接一上夹板38及一下夹板40 ;上夹板38及下 夹板40之间由连接轴39连接。 上夹板38上表面沿圆周均匀分布3个凸棱32，上表面中心厚，沿径向向周边逐渐 变薄，在本实施例中，上表面与水平面形成15。的夹角。靠近轴心处沿圆周均匀分布有8个 贯穿上夹板的通孔33。 下夹板40上表面沿圆周分布一道环状凸棱36，靠近轴心处沿圆周均匀分布有8个 贯穿下夹板的通孔37。 前述的上夹板38下表面有40 80个凹槽34，下夹板的上表面有40 80个与 上夹板38下表面的凹槽34上下相对应的凹槽35，凹槽353为不连续状，分为三段靠近下 夹板外周的外段，位于环状凸棱36上的中段以及靠近轴心处的内段；每个凹槽深2. 5mm，宽 lmm。硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间有一夹角30°的夹角。在本实施例中，下夹板的 凹槽为不连续状，然而不限与此，凹槽也可以是连续的，即下夹板的上表面为平面状，其上 分布连续的凹槽。
使用时，将多片衬底片分别插入上夹板38及下夹板40之间的凹槽34、35内，通过 一升降旋转轴下降于溶剂中，在衬底片表面外延生长出薄膜材料，在此过程中夹具可随升 降旋转轴旋转，使衬底片周围各处溶液浓度均匀，消除温场不均匀带来的生长差异。在本实 施例中，为逆时针旋转，由于衬底片与径向有一夹角，溶液会从上下夹板38、40之间，向上 夹板38的孔33及下夹板40的孔37中流出。在该方向运动的液体流动力的作用下，衬底 片也会向轴心处靠近，不会被甩出。 在本实施例中，上下夹板各为一片，显然，根据需要，也可设计多层夹板，每2个夹 板之间用于装入衬底片。 上述仅为本发明专利的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡 利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
权利要求
一种液相外延法制取薄膜的装置，包括一副室，副室上装有一升降旋转轴；一阀室，阀室内装有一升降旋转轴；一炉室，位于阀室的下方；一坩埚，位于炉室内；一用来加热所述坩埚内原料的加热装置；其特征在于还包括一上端与升降旋转轴下端连接的石墨花篮，所述的石墨花篮位于炉体内，可在阀室内及炉室内上下运动。
2. 如权利要求1所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的石墨 花篮包括一位于上端的连接轴，可拆卸地或固定地与升降旋转轴连接；一上夹板；一下夹 板；以及一位于上下夹板之间的连接轴；所述的上夹板下表面及下夹板的上表面各有一组 上下相对应的凹槽，用于固定衬底片。
3. 如权利要求2所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的上夹板 上表面中心厚，周边薄，由轴心沿径向向周边倾斜。
4. 如权利要求3所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的上夹板 上表面由轴心向周边倾斜的角度为1 30° 。
5. 如权利要求2所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的上夹板 的上表面还具有2 6个沿圆周分布的径向棱。
6. 如权利要求2所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的上夹板 或下夹板中，至少有一夹板靠近轴心处沿圆周分布有2 10个孔。
7. 如权利要求2所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的凹槽每 组具有10-200个。
8. 如权利要求2所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的凹槽深 l-5mm，宽0. 5-3mm。
9. 如权利要求2所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的硅片夹 板中的凹槽与夹板的径向之间有一夹角。
10. 如权利要求9所述的一种液相外延法制取薄膜的装置，其特征在于所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间的夹角为20° -50° 。
全文摘要
一种液相外延法制取薄膜的装置，涉及一种外延生长设备。其包括一阀室，阀室内装有一升降旋转轴；一炉室，位于阀室的下方；一坩埚，位于炉室内；一用来加热所述坩埚内原料的加热装置；其特征在于还包括一石墨花篮，所述的石墨花篮位于炉体内，可在阀室内及炉室内上下运动，石墨花篮上端与升降旋转轴可拆卸连接。本发明可一次装入多片衬底片于花篮的上下夹板之间，可一次性生产多个外延片；花篮可随着升降旋转轴旋转，使衬底片周围各处溶液浓度均匀，消除了温度场不均匀带来的生长差异，生长出来的外延片厚度均匀。
文档编号C30B19/06GK101760777SQ200910111540
公开日2010年6月30日 申请日期2009年4月17日 优先权日2009年4月17日
发明者南毅, 张伟娜, 徐诗双, 戴文伟, 汪健, 洪朝海, 王致绪, 赵志跃, 邹予, 郑智雄, 马殿军 申请人:南安市三晶阳光电力有限公司