一种磷气体回收装置的制作方法

本技术涉及化合物半导体制造领域，特别涉及一种磷气体回收装置。

背景技术：

1、化合物半导体材料往往具有一定的离解压力，在晶体生长时，晶体处于高温环境，晶体周边需要有一定的气氛压力，才能保证晶体不离解。在晶体生长工艺中，工艺人员往往通过提高晶体的温度以降低晶体生长时的温度梯度，从而降低晶体位错缺陷。

2、对于化合物半导体来说，提高晶体温度，往往会造成晶体的离解。因此，日本住友公司和日矿日石公司发明了vcz和pc-lec技术，原理是使用石英容器对坩埚、上传动系统、下传动系统甚至观察系统进行密封，石英容器内放置气源元素。但是此种方法结构较为复杂，涉及到坩埚杆、籽晶杆、观察窗等多处的密封，因此，制备难度和成本非常高。

3、中国专利cn202110145424提出一种低应力晶体的生长方法，采用了半密封法，对晶体周边的气氛进行保压，实现了对晶体进行一定程度的保压，但是，气源盒中的气氛外溢速度较快，尤其随着对晶体保温效果的提升，晶体温度升高，离解压也显著增高，罩体内部气氛分压也必须随之增高，气氛分压向罩体外扩散的速度也增加。此种方法对气源材料的需求量随着晶体温度的增加而增加，随着晶体制备时间的增加而增加。对气源材料的消耗量逐渐成为关注的焦点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述缺陷，提出了本实用新型。

2、本实用新型采用的技术方案是：一种磷气体回收装置，设置在晶体制造设备的炉体中，所述装置包括回收主体、回收主体下面的承接盘和设置在承接盘中心并且连通承接盘的磷通道；所述回收主体由相互连通的冷凝通道组成，所述磷通道连接退火装置。

3、进一步的，所述回收主体外轮廓为锥形，所述承接盘的形状与回收主体外轮廓匹配。

4、进一步的，所述回收主体和承接盘结合部的边缘有气体逃逸通道。

5、进一步的，所述冷凝通道通过管路连接降温设备，所述降温设备设置在炉体外部。

6、一种可能的实现方式，所述退火装置为炉体下面设置石英容器。

7、另一种可能的实现方式，所述退火装置为炉体下面设置的坩埚。

8、有益效果：针对传统退火方法的缺点，本实用新型不用密封退火装置，退火装置内外无压差，降低了设备复杂性；退火过程中，外溢的磷气体经回收装置冷却，使其转化为液态白磷，重新流入/滴入石英容器中，再次作为组分气源，减少气源材料的消耗。

技术特征：

1.一种磷气体回收装置，设置在晶体制造设备的炉体（1）中，其特征在于，所述装置包括回收主体（2）、回收主体（2）下面的承接盘（3）和设置在承接盘（3）中心并且连通承接盘（3）的磷通道（4）；所述回收主体（2）由相互连通的冷凝通道（2-1）组成，所述磷通道（4）连接退火装置。

2.根据权利要求1所述的磷气体回收装置，其特征在于，所述回收主体（2）外轮廓为锥形，所述承接盘（3）的形状与回收主体（2）外轮廓匹配。

3.根据权利要求1所述的磷气体回收装置，其特征在于，所述回收主体（2）和承接盘（3）结合部的边缘有气体逃逸通道（5）。

4.根据权利要求3所述的磷气体回收装置，其特征在于，所述冷凝通道（2-1）通过管路（6）连接降温设备（7），所述降温设备（7）设置在炉体（1）外部。

5.根据权利要求3或4所述的磷气体回收装置，其特征在于，所述退火装置为炉体（1）下面设置的石英容器（11），石英容器（11）中心开孔与磷通道（4）连接；所述石英容器（11）中放置磷（12）。

6.根据权利要求3或4所述的磷气体回收装置，其特征在于，所述退火装置为炉体（1）下面设置的坩埚（8），坩埚（8）上面有坩埚盖（9），坩埚盖（9）中心开孔与磷通道（4）连接；所述坩埚（8）中放置磷（12）。

7.根据权利要求6所述的磷气体回收装置，其特征在于，所述回收主体（2）中心设置孔，籽晶杆（10）通过回收主体（2）中心孔、磷通道（4）、坩埚盖（9）中心孔进入坩埚（8）。

技术总结
本技术提出了一种磷气体回收装置，涉及化合物半导体制造领域，回收装置设置在晶体制造设备的炉体中，包括回收主体、回收主体下面的承接盘和设置在承接盘中心并且连通承接盘的磷通道；所述回收主体由相互连通的冷凝通道组成，所述磷通道连接退火装置。本技术不用密封退火装置，退火装置内外无压差，降低了设备复杂性；退火过程中，外溢的磷气体经回收装置冷却，使其转化为液态白磷，重新流入/滴入石英容器中，再次作为组分气源，减少气源材料的消耗。

技术研发人员：史艳磊,岳琳清,秦敬凯,邵会民,李晓岚,王阳,康永,李亚旗,赵红飞,姜剑
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十三研究所
技术研发日：20230907
技术公布日：2024/4/17