一种籽晶漂浮于生长溶液的GaN晶体生长装置的制作方法

文档序号:11836586阅读:734来源:国知局

本实用新型涉及晶体生长装置领域,具体涉及一种籽晶漂浮于生长溶液的GaN晶体生长装置。



背景技术:

GaN是一种具有较大禁带宽度的半导体,可作为微波功率晶体管的优良材料,也是蓝色光发光器件中的一种具有重要应用价值的半导体。GaN晶体的生长方法主要有氢化物气相外延、高温高压法、钠流法和氨热法,其中钠流法和高温高压法都采用氮气作为GaN晶体生长的氮源,N在氮气氛围与金属镓溶液界面、或者氮气氛围与金属镓/金属钠混合溶液的界面处溶解,然后向低N浓度的溶液底部扩散,输送到GaN籽晶的表面成为晶体生长的氮源。因此,溶液顶部的N浓度高于籽晶处的底部,导致顶部区域由于N浓度过饱和而自发形核成不需要的GaN多晶,产生额外的原材料消耗,严重影响目标籽晶处的液相外延生长。

专利号为201520345573.8的中国实用新型专利公开了一种GaN晶体生长装置,包括高压釜,该高压釜内装设有坩埚,该坩埚内填充有晶体生长溶液,坩埚内放置有位于晶体生长溶液内的GaN籽晶,所述坩埚内设有浮在晶体生长溶液上的漂浮体,GaN籽晶生长面的背面与该漂浮体连接,漂浮体利用浮力带着GaN籽晶漂浮在晶体生长溶液上。当为了更好的结晶,搅拌溶液以使N分布均匀时,这种晶体生长装置中的漂浮体会阻碍传统搅拌装置的设置,而且在溶液搅拌过程中漂浮体位置会移动,不能保持在中心位置以获得较好的结晶效果。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题,提供一种籽晶漂浮于生长溶液的GaN晶体生长装置,通过在坩埚底部设置转盘来实现搅拌液体的效果,同时通过拉绳来对漂浮体位置进行有效限制,保障结晶效果。

为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本实用新型是通过以下技术方案实现:

一种籽晶漂浮于生长溶液的GaN晶体生长装置,包括釜体,所述釜体内设有坩埚,所述坩埚中装设有生长溶液,所述生长溶液的表面处通过漂浮体固定有籽晶,所述漂浮体通过至少一个拉绳限制在生长溶液表面处的中心区域,所述坩埚的下端设有转盘,所述转盘通过转轴连接有位于釜体外的转动电机。

进一步地,所述生长溶液由金属镓与金属钠混合而成。

进一步地,所述漂浮体为密度小于晶体生长溶液的实心体,上端设有便于固定拉绳的穿孔。

进一步地,所述拉绳由耐高温纤维编织而成。

进一步地,所述转轴与釜体连接处设有轴封。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型中籽晶通过漂浮体漂浮于生长溶液,转动电机通过转轴驱动转盘旋转,坩埚也随之旋转,通过这种方式加快N在氮气氛围与生长溶液界面处溶解,改善生长溶液中N浓度分布均衡性,利于结晶,同时漂浮体在拉绳限制作用下始终处于生长溶液表面处的中心区域,进一步保障结晶效果。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述籽晶漂浮于生长溶液的GaN晶体生长装置的结构示意图;

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1-釜体,2-坩埚,3-生长溶液,4-漂浮体,5-籽晶,6-拉绳,7-转盘,8-转轴,9-转动电机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示,本实用新型为一种籽晶漂浮于生长溶液的GaN晶体生长装置,包括釜体1,釜体1内设有坩埚2,坩埚2中装设有生长溶液3,生长溶液3的表面处通过漂浮体4固定有籽晶5,漂浮体4通过至少一个拉绳6限制在生长溶液3表面处的中心区域,坩埚2的下端设有转盘7,转盘7通过转轴8连接有位于釜体1外的转动电机9。

其中,生长溶液3由金属镓与金属钠混合而成。

其中,漂浮体4为密度小于晶体生长溶液的实心体,上端设有便于固定拉绳6的穿孔。

其中,拉绳6由耐高温纤维编织而成。

其中,转轴8与釜体1连接处设有轴封。

本实施例的一个具体应用为:坩埚2内填装金属镓与金属钠混合组成的生长溶液3,籽晶5通过漂浮体4漂浮于生长溶液3中,转动电机9通过转轴8驱动转盘9旋转,坩埚2也随之旋转,通过这种方式加快N在氮气氛围与生长溶液3界面处溶解,改善生长溶液3中N浓度分布均衡性,利于结晶,同时漂浮体4在拉绳6限制作用下始终处于生长溶液3表面处的中心区域,进一步保障结晶效果。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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