本發(fā)明涉及晶體制造，具體是基于vgf工藝的用于inp晶體生長裝置及生長工藝。

背景技術(shù)：

1、磷化銦(inp)是由銦和磷組成的二元半導(dǎo)體,磷化銦用于高功率和高頻電子設(shè)備，因為它相對于更常見的半導(dǎo)體硅和砷化鎵具有優(yōu)異的電子速度,它與銦鎵砷起用于制造破紀(jì)錄的假晶異質(zhì)結(jié)雙極晶體管，它還具有直接帶隙，使其可用于激光二極管等光電器件，磷化銦襯底是連接5g通訊、車用電子與光通訊的重要材料，用這種材料制作的電子組件具有高速、高頻與高功率特性。

2、現(xiàn)有的vgf晶體生長方法長出的晶體，位錯密度高且不均勻，易產(chǎn)生孿晶，導(dǎo)致加工出的產(chǎn)品不能滿足客戶逐漸提高的質(zhì)量要求，且在制造過程中還發(fā)現(xiàn)，一些晶體會出現(xiàn)較大的裂縫，這些裂縫將直接影響到產(chǎn)品的使用性能，且一些晶體生產(chǎn)出來后，其表面還會出現(xiàn)較大的凸起問題，還需要后續(xù)修正，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于vgf工藝的用于inp晶體生長裝置及生長工藝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、該生長裝置包括生長架，生長架上設(shè)置有生長筒，生長筒內(nèi)部設(shè)置有多個生長腔室，每個生長腔室內(nèi)分別設(shè)置有生長坩堝，每個生長坩堝分別設(shè)置有籽晶載盤，生長腔室內(nèi)設(shè)置有多個復(fù)合環(huán)，每個復(fù)合環(huán)分別與生長腔室旋轉(zhuǎn)連接，相鄰復(fù)合環(huán)之間嵌合旋轉(zhuǎn)連接，生長筒上旋轉(zhuǎn)連接有保溫蓋，生長坩堝底端設(shè)置有測溫模組，生長筒內(nèi)設(shè)置有控壓模組與控溫組件，測溫模組通過導(dǎo)線與控溫組件電性連接，生長腔室內(nèi)設(shè)置有震動模組，生長筒內(nèi)設(shè)置有脫料液壓桿，脫料液壓桿輸出端與生長坩堝連接，在進(jìn)行生長時，將磷化銦多晶料、摻雜劑及籽晶等裝入生長坩堝內(nèi)，然后旋轉(zhuǎn)保溫蓋，使得生長腔室密封，通過控壓模組將會綜合調(diào)節(jié)氮氣的沖入量并進(jìn)行反饋內(nèi)部的壓強(qiáng)，生長腔室中注入氮氣來保持晶體在石英管內(nèi)與外界壓力平衡，實現(xiàn)對磷化銦單晶生長過程中壓力和溫度的綜合控制，降低晶體孿晶的產(chǎn)生，隨后啟動控溫模組，控溫模組將會進(jìn)行分段式的加熱操作，同時也可以實現(xiàn)分段式的降溫，并利用復(fù)合環(huán)的傳動，可以使不同階層的inp晶體更加均勻的成型，震動模組也進(jìn)行啟動，可以充分平穩(wěn)住inp晶體的生長面，避免出現(xiàn)過多的凸起，導(dǎo)致inp晶體在生長過程中出現(xiàn)密度不不統(tǒng)一的問題。

4、生長筒內(nèi)設(shè)置有傳動桿，傳動桿上固定連接有多個摩擦輪，傳動桿與生長筒旋轉(zhuǎn)連接，摩擦輪數(shù)量與復(fù)合環(huán)的數(shù)量一致，摩擦輪的位置與復(fù)合環(huán)的位置對應(yīng)，生長筒底端設(shè)置有加工腔室，加工腔室內(nèi)設(shè)置有加工電機(jī)，傳動桿穿過加工腔室并與加工腔室滑動連接，傳動桿底端設(shè)置有錐齒牙，加工電機(jī)輸出端與傳動桿上的齒牙嚙合，在生長的過程中，加工電機(jī)帶動傳動桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，傳動桿上的摩擦輪將會帶動不同階層的復(fù)合環(huán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，避免晶體延展過多，同時也可以帶動氣流流動，可避免晶體在生長過程中出現(xiàn)粘連的問題，提高產(chǎn)品的成型平滑度，同時也可避免脫料時出現(xiàn)較多的失誤，且在傳動過程中，還可以使得溫度更加均衡的傳遞到inp晶體內(nèi)，生長效果更好，速率也更加均勻。

5、每個復(fù)合環(huán)的內(nèi)徑相同，復(fù)合環(huán)的外徑從上至下逐一增大，復(fù)合環(huán)上設(shè)置有嵌合槽，每個復(fù)合環(huán)內(nèi)的嵌合槽內(nèi)分別設(shè)置有潤滑滾柱，相鄰復(fù)合環(huán)分別嵌入對應(yīng)的嵌合槽，摩擦輪的外徑從上至下逐一遞減，摩擦輪與對應(yīng)的復(fù)合環(huán)滑動接觸，生長腔室內(nèi)設(shè)置有隔溫環(huán)，在這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)置下，每一層的復(fù)合環(huán)旋轉(zhuǎn)速度速度逐漸發(fā)生變化，從而滿足不同高度的生長需求，底層的生長速度較慢，且在生長過程中，同時底層在生長過程中需要足夠穩(wěn)定，否則將會出現(xiàn)晶體斷裂的問題，同時底層的原料較多，為避免對原料的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，低速的轉(zhuǎn)動可以更好的保護(hù)生長原料，而隔溫環(huán)可以充分增加傳熱速率，也避免外界溫度變化對生長產(chǎn)生影響。

6、控溫模組包括多個傳溫柱與多個傳導(dǎo)電阻，每個傳導(dǎo)電阻分別設(shè)置在對應(yīng)的傳溫柱內(nèi)，每個傳溫柱分別嵌入在生長腔室內(nèi)，加工腔室內(nèi)設(shè)置控溫箱，每個傳導(dǎo)電阻分別通過導(dǎo)線與控溫箱電性連接，生長腔室內(nèi)設(shè)置有間斷式加熱環(huán)，間斷式加熱環(huán)上設(shè)置有多個階梯傳熱輪，摩擦輪分別與對應(yīng)的階梯傳熱輪滑動接觸，生長過程中，傳導(dǎo)電阻將會檢測到生長腔室內(nèi)的溫度，并與測溫模組進(jìn)行配合，檢測出多個位置的溫度變化，同時通過控溫箱來調(diào)控每個階段處的間斷式加熱環(huán)，可以避免溫度變化不均勻?qū)е碌膶\晶的出現(xiàn)，減小孿晶對晶體生長的影響，同時摩擦輪也可以加快熱量的傳遞，使得熱量變化更加及時。

7、震動模組包括震動膜片與震動環(huán)，震動環(huán)設(shè)置在生長腔室內(nèi)，震動膜片設(shè)置在震動環(huán)上，震動環(huán)設(shè)置在復(fù)合環(huán)的上方，保溫蓋上設(shè)置有震動盒，震動盒上滑動連接有震動架，震動架與復(fù)合環(huán)滑動接觸，震動環(huán)與生長腔室通過支撐彈片連接，震動盒上設(shè)置有震動凸柱，震動模組控制復(fù)合環(huán)內(nèi)氣流的變化，在高壓情況下，不同的波動都會帶來很強(qiáng)的壓強(qiáng)變化，利用震動盒，帶動震動膜片進(jìn)行顫動，可以充分使得復(fù)合環(huán)內(nèi)的氣流產(chǎn)生波動變化，可以充分對晶體表面進(jìn)行擠壓，可以減少晶體表面凸起的問題，同時也可控制晶體生長密度，增強(qiáng)生長效果。

8、震動盒內(nèi)設(shè)置有震動電機(jī)，震動電機(jī)輸出端上設(shè)置有激振凸輪，保溫蓋上設(shè)置有滑動螺紋與密封塞，保溫蓋與生長腔室上的螺紋嚙合，震動盒內(nèi)設(shè)置有滑動片，滑動片與震動盒內(nèi)壁滑動連接，震動盒內(nèi)設(shè)置有復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧兩端分別抵住滑動片、震動盒內(nèi)壁，震動架與滑動片固定連接，震動電機(jī)帶動激振凸輪旋轉(zhuǎn)的同時，激振凸輪將會對滑動片進(jìn)行擠壓，滑動片會配合激振凸輪進(jìn)行滑動，并帶動震動架進(jìn)行滑動，對震動環(huán)進(jìn)行擠壓，配合震動凸柱，可以使得震動膜片，產(chǎn)生形變沖擊，可以充分使得氣流產(chǎn)生較強(qiáng)的流速，從而實現(xiàn)與晶體生長面的擠壓，并與復(fù)合環(huán)的旋轉(zhuǎn)相匹配，使得生長效果增強(qiáng)。

9、生長腔室內(nèi)設(shè)置有排氣口與進(jìn)氣口，每個排氣口、進(jìn)氣口上分別設(shè)置有電動閥，每個電動閥分別與控壓模組電性連接，排氣口、進(jìn)氣口內(nèi)分別設(shè)置有測壓傳感器，每個測壓傳感器分別通過導(dǎo)線與控壓模組電性連接，控溫箱通過導(dǎo)線與控壓模組電性連接，在生長時，生長腔室內(nèi)的壓強(qiáng)控制至關(guān)重要，通過測壓傳感器檢測到各個位置的壓強(qiáng)變化，利用控壓模組，控制生長腔室內(nèi)的壓強(qiáng)，并通過電動閥控制進(jìn)出氣體的量，同時為了避免溫度變化帶來的測量不及時問題，可采用溫控箱內(nèi)的聯(lián)動，來進(jìn)行調(diào)控生長腔室內(nèi)的壓強(qiáng)變化。

10、生長筒上設(shè)置有檢測排，檢測排內(nèi)設(shè)置有紅外檢測板與紅外接收板，檢測排上設(shè)置有顯影屏幕，顯影屏幕通過導(dǎo)線與紅外接收板電性連接，在生長過程中，人力觀察所帶來的誤差通常較大，利用晶體內(nèi)的溫度與外環(huán)的溫度差，紅外檢測板發(fā)射紅外光，可以判別出晶體的溫度差，而紅外接收板將會把檢測結(jié)果傳遞到顯影屏幕上，觀測起來更加直觀。

11、基于vgf工藝的用于inp晶體生長工藝，該生長工藝包括：

12、s1.準(zhǔn)備原材料，將籽晶原料送入生長籽晶載盤內(nèi)；

13、s2.將磷化銦多晶料、摻雜劑等裝入生長坩堝內(nèi)；

14、s3.控壓模組控制加工區(qū)域內(nèi)的壓強(qiáng)，沖入高壓氮氣；

15、s4.間斷式加熱環(huán)產(chǎn)生不同的溫度，實現(xiàn)階梯式溫控，控制生長腔室內(nèi)的溫度；

16、s5.對加工區(qū)域進(jìn)行階段式降溫；

17、s6.啟動脫料液壓桿，將生成的inp晶體以及生長坩堝送出加工區(qū)域。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本發(fā)明具有自動調(diào)節(jié)生長壓力差的結(jié)構(gòu)組件，利用復(fù)合環(huán)與震動模組的結(jié)構(gòu)，可以使得產(chǎn)品生產(chǎn)更加均勻，同時也可以使得生產(chǎn)出來的晶體結(jié)構(gòu)更加均勻，減少裂縫以及凸起的產(chǎn)生。

20、2、本發(fā)明采用了具有自動控溫的結(jié)構(gòu)組件，利用溫度調(diào)控數(shù)據(jù)來間接協(xié)調(diào)控壓組件，調(diào)控生長腔室內(nèi)的壓強(qiáng)，避免生長過程中出現(xiàn)壓強(qiáng)變化不及時導(dǎo)致晶體出現(xiàn)大量孿晶的問題。

21、3、本發(fā)明采用了具有增強(qiáng)熱量傳遞速率的結(jié)構(gòu)組件，利用固體間導(dǎo)熱速度更快的優(yōu)勢，可充分減少溫度變化速度慢導(dǎo)致的孿晶問題以及產(chǎn)品生長密度不同的問題。