专利名称：一种可控垂直浸渍液相外延膜生长装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种薄膜生长装置，特别涉及一种可控垂直浸渍液相 外延膜生长装置。
背景技术：
液相外延(Liquid Phase Epitoxy， LPE)制备膜是-- 种重要的液相薄 膜生长技术，与固相成膜技术不同，LPE薄膜生长时其生长的原料在高温 熔化，呈熔融状态，这样产生的好处是熔体中原料各组份可以充分混合均 匀，通过选择合适的衬底，可以获得高质量甚至单晶薄膜。这种方法适用 于生长组成复杂的固相成膜法难以生长的膜。LPE薄膜生长方法主要有垂直浸渍方法和小舟法。垂直浸渍LPE薄膜生长方法的典型过程为首先在熔体熔点温度附近 将固定在籽晶杆上的衬底(有时有过渡层)垂直进入熔体中，衬底上粘附 一层熔体，将籽晶杆上提，使衬底与熔体脱离进入空气中；然后迅速旋转 籽晶杆，使衬底上没有成膜的熔体在旋转作用下脱离膜表面，在这个过程 中衬底(有时有过渡层)表面的熔体迅速固化形成膜；最后通过温度控制 系统，按照一定降温速率将炉体降温至室温，取下衬底(有时有过渡层) 获得生长膜。因此这种LPE膜生长包括熔体粘附到衬底、脱离熔体的衬底 旋转和熔体在衬底上固化成膜三个过程。传统的垂直浸渍LPE膜生长方法由于熔体与上方空气的温度有一定 差别，通常上方空气温度低，后两个过程即脱离熔体的衬底旋转和熔体在 衬底(有时有过渡层)上固化成膜同时进行，这样产生的缺点是一、 通常脱离熔体后衬底上粘附的熔体降温固化过程不能控制，衬底 (有时有过渡层)表面固化成膜和被吸附在衬底(有时有过渡层)上的熔体与空气接触的部分熔体几乎同时降温固化，熔体固化很快，如衬底表面 接触的熔体在衬底(有时是过渡层)作用下快速成膜；二、 衬底材料底部吸附的熔体通常不是均匀分布，在衬底底部会随机
出现一些地方熔体聚集过多的现象，在熔点附近这些熔体粘度很大，加上 熔体快速固化，旋转衬底很难将衬底表面的的熔体甩平，导致积薄熔体过 多的地方部分熔体则通常凝固成粉末状。其结果是这样生长获得的膜表面 有许多粉末点，膜表面不平整，而且膜的厚度几乎不能够人为控制，生长 获得的膜质量不稳定，很难获得较大面积的完整膜。发明内容本实用新型的目的在于提供一种可控垂直浸渍液相外延膜生长装置， 通过控制近邻熔体上方部分区域空气的温度，使深入到熔体中的衬底提拉 脱离熔体进入这部分区域后，衬底上吸附的熔体不会立刻固化，而仍保持 熔液状态，在这种状态下快速旋转籽晶杆使衬底和被吸附的熔体快速旋 转，紧邻衬底底部衬底吸附的熔体被受旋转作用下， 一些地方过多聚集的 熔体高速旋转作用力的作用下被甩离衬底，达到使这部分熔体脱离衬底表 面的效果；同时这时衬底上吸附的熔体温度可以人为控制，使这部分熔体 的粘度可以调节，选择合适的籽晶杆旋转速度，就可以达到调节衬底底部 吸附熔体的量的效果，当将籽晶杆上移至低温区是衬底表面吸附的熔体在 衬底(有时有过渡层)的作用下固化结晶成膜，获得的膜的厚度就可以根 据需要调节。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是一种可控垂直浸渍液相外延膜生长装置，包括，炉体，其具有一个一 端开口的腔体结构，其开口处设炉盖，炉盖上开有通孔；第一发热体，分 别设置于炉体腔体结构内侧，与一温度控制系统相电连接；炉管，设置于 炉体腔体结构内，其底部放置耐火砖；坩埚，设置于炉管内的耐火砖上； 籽晶杆，通过炉体炉盖上通孔伸入炉体腔体结构内的炉管腔内，对应于坩 埚；所述的炉体腔体结构内壁沿圆周方向还开有凹槽；第二发热体，环设 于炉体内壁凹槽内，与另外 一 温度控制系统相电连接。进---步，所述的炉体包括炉壳、保温砖。本实用新型通过控制近邻坩埚(熔体)上方部分区域空气的温度，使 深入到熔体中的衬底提拉脱离熔体进入这部分区域后，衬底上吸附的熔体 不会立刻固化，而仍保持熔液状态，在这种状态下快速旋转籽晶杆使衬底
和被吸附的熔体快速旋转，紧邻衬底底部衬底吸附的熔体被受旋转作用 下， 一些地方过多聚集的熔体高速旋转作用力的作用下被甩离衬底，达到 使这部分熔体脱离衬底表面的效果；同时这时衬底上吸附的熔体温度可以 人为控制，使这部分熔体的粘度可以调节，选择合适的籽晶杆旋转速度， 就可以达到调节衬底底部吸附熔体的量的效果，当将籽晶杆上移至低温区 是衬底表面吸附的熔体在衬底(有时有过渡层)的作用下固化结晶成膜， 获得的膜的厚度就可以根据需要调节。 本实用新型的有益效果本实用新型通过设置第二发热体，通过控制熔体上方的空气温度，可 以调节被衬底吸附的熔体的粘度，在衬底旋转力的作用下，使衬底底部吸 附的熔体表面平整，并影响被甩熔体的量，从而达到影响膜厚度的效果， 保证了垂直浸渍LPE膜生长方法能够生长组分均匀的组分复杂的膜的同 时，能够获得生长获得大面积厚度较均匀的高质量膜，而且通过调节熔体 上方的温度和籽晶杆旋转速率可以调节膜的厚度，使LPE膜生长技术生长 高质量薄膜成为可能。
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的可控垂直浸渍液相外延膜生长装置，包括， 炉体1，其具有一个一端开口 101的腔体结构100，其开口 101处设炉盖 102，炉盖102上开有通孔1021，该炉体1包括炉壳103、保温砖104;所 述的炉体腔体结构100内壁沿圆周方向还开有凹槽105;第 一发热体2， 设置于炉体1腔体结构100内侧，与一温度控制系统(图中未不，其为现 有技术，在此不再赘述)相电连接；炉管3，设置于炉体1腔体结构100 内，其底部放置耐火砖4;坩埚5，设置于炉管3内的耐火砖4上；籽晶 杆6，通过炉体1炉盖上通孔1021伸入炉体1腔体结构100内的炉管3腔 内，对应位于坩埚5上方；第二发热体7，环设于炉体1内壁凹槽105内， 与另外一温度控制系统相电连接(图中未示)。
本实用新型通过设置第二发热体7，对坩埚5 (熔体)上方的空气温度控制，实现调节被籽晶杆6下端衬底吸附的熔体的粘度，在衬底旋转力的作用下，使衬底底部吸附的熔体表面平整，并影响被甩熔体的量，从而达到影响膜厚度的效果，保证了垂直浸渍LPE膜生长方法能够生长组分均 匀的组分复杂的膜。
权利要求1. 一种可控垂直浸渍液相外延膜生长装置，包括，炉体，其具有一个一端开口的腔体结构，其开口处设炉盖，炉盖上开有通孔；第一发热体，设置于炉体腔体结构内侧，与一温度控制系统相电连接；炉管，设置于炉体腔体结构内，其底部放置耐火砖；坩埚，设置于炉管内的耐火砖上；籽晶杆，通过炉体炉盖上通孔伸入炉体腔体结构内的炉管腔内，对应于坩埚；其特征是，还包括，所述的炉体腔体结构内壁沿圆周方向还开有凹槽；第二发热体，环设于炉体内壁凹槽内，并与另一温度控制系统相电连接。
2. 如权利要求1所述的可控垂直浸渍液相外延膜生长装置，其特征是， 所述的炉体包括炉壳、保温砖。
专利摘要一种可控垂直浸渍液相外延膜生长装置，包括，炉体，其具有一个一端开口的腔体结构，其开口处设炉盖，炉盖上开有通孔；第一发热体，设置于炉体腔体结构内侧；炉管，设于炉体腔体结构内，其底部放置耐火砖；坩埚，设于耐火砖上；籽晶杆，通过炉体炉盖伸入炉体腔体内的炉管腔内，对应于坩埚；炉体内壁开有凹槽；第二发热体，环设于炉体内壁凹槽内；第一、第二发热体均具有各自独立的温度控制系统；本实用新型通过设置第二发热体，通过控制坩埚上方的空气温度，以调节被衬底吸附的熔体的粘度，影响熔体在籽晶杆旋转主用下被甩熔体的量，使衬底底部吸附的熔体表面平整，并达到影响膜厚度的效果，保证垂直浸渍液相外延膜生长方法能够生长所需要的膜。
文档编号C30B19/00GK201080508SQ20072007227
公开日2008年7月2日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者万尤宝, 张建新 申请人:嘉兴学院