專利名稱：一種碲鎘汞垂直液相外延樣品架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種新型的樣品架，適用于碲鎘汞垂直液相外延生長工藝，能解決外延片背面的殘留沾液問題。
背景技術(shù)：
碲鎘汞是一種帶隙可調(diào)的半導(dǎo)體材料，通過調(diào)節(jié)元素鎘的組分，能覆蓋短波紅外到甚長波紅外(0. 7 30i!m)非常廣的波段。作為一種重要的紅外材料，碲鎘汞已經(jīng)被制作成焦平面器件，光泛應(yīng)用于空間遙感，在氣象探測、航空航天應(yīng)用以及軍事偵測領(lǐng)域起著重要的作用。碲鎘汞紅外探測器是目前最尖端的紅外探測器。碲鎘汞材料的生長，最成熟的方法是液相外延，能生長出材料參數(shù)均勻穩(wěn)定，性能優(yōu)越的外延材料。其中能形成大規(guī)模批量化生長的就是垂直液相外延技術(shù)。樣品架的使 用，在垂直液相外延工藝中起著樣品夾持的作用。目前，適用于碲鎘汞垂直液相外延生長的樣品架，一般是簡單地將襯底平貼在樣品架外圍平面上，上下兩端用夾具夾緊固定。這種樣品架垂直浸入生長母液即可進(jìn)行外延生長。但是，在實(shí)際生長工藝中，由于襯底預(yù)處理拋光時(shí)，無法保證背面十分平整，同時(shí)樣品架平面也無法保證加工得十分平整，這樣，當(dāng)襯底背面貼在樣品架平面上時(shí)，總是存在縫隙，在浸入生長母液時(shí)，母液可以鉆進(jìn)縫隙，從而在襯底背面凝固而產(chǎn)生殘留沾液。殘留沾液對于碲鎘汞的液相外延生長工藝主要有三個(gè)不利影響(I)由于殘留沾液的存在，導(dǎo)致外延片與樣品架平面結(jié)合緊密，無法取下，如果強(qiáng)行取下會(huì)導(dǎo)致外延片裂片，會(huì)減小外延片可用面積甚至使整片報(bào)廢；(2)殘留沾液的存在導(dǎo)致無法透射紅外光，無法用紅外透射光譜對外延片的質(zhì)量進(jìn)行表征；(3)殘留沾液的去除，需要一套復(fù)雜的腐蝕拋光技術(shù)，要大量使用人力物力。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服碲鎘汞垂直液相外延工藝中的外延片背面沾液問題，本專利提供一種新型樣品架，該樣品架不僅能批量生長外延薄膜材料，還能解決外延片背面沾液問題，提高生
產(chǎn)效率。本專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)制作新型的樣品架，該樣品架因?yàn)橐獞?yīng)用于碲鎘汞半導(dǎo)體材料生長系統(tǒng)，所以全部零部件采用高純石墨，防止污染生長環(huán)境。該樣品架主要是三個(gè)部分樣品架主體、夾具和緊固螺絲。所述的樣品架主體I的主體輪廓是長方體，尺寸為36mmX36mmX73mm，在四個(gè)36mmX 73mm的側(cè)面上均設(shè)計(jì)成這樣的結(jié)構(gòu)在頂端36mm短邊處及兩條73mm長邊處有三條覆蓋壓條，頂端覆蓋壓條是尺寸為40mm X 12mm X 2mm的扁長方體,該壓條長方體40mm X 2mm的上端面與樣品架頂端上表面是同一平面，接觸邊的中點(diǎn)是重合的，下端面中間被加工成斜面，該斜面與樣品架側(cè)面夾角為45度，長度為32mm ;兩側(cè)覆蓋壓條是對稱分布于側(cè)面兩偵lJ,尺寸為39mmX6mmX 2mm,上部6mmX 2mm的端面與頂端壓條底面連接，并且，39mmX 2mm的外側(cè)面與頂端壓條12mmX6mm的外側(cè)面是同一平面，內(nèi)側(cè)面被加工成斜面，斜面與樣品架側(cè)面夾角為45度,長度為39mm ;在樣品架側(cè)面底端,距離底端36mm短邊Ilmm處的中央，有一個(gè)深度為5mm的M4的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋孔；所述的夾具2為扁長方體結(jié)構(gòu)，尺寸為14mmX 15mmX 2mm,在14mmX 15mm的面上開有貫穿的長條槽，該槽與15mm長邊平行，寬度為4. 4mm,長度為IOmm,其中兩端為半徑2. 2mm的半圓；在其中一個(gè)15mmX2mm的頂面,有兩條突起長條,長條尺寸為3mmX 4mmX 2mm,分別位于夾具頂面兩側(cè)，其中，3mmX 2mm的長條底面是和夾具頂面重合,4mmX 2mm的長條側(cè)面和14mmX2mm的夾具側(cè)面是同一平面,長條頂面被加工成斜面,斜面與長條相鄰3mmX4mm面的夾角為45度；所述的緊固螺絲3的螺紋為M4的外螺紋，螺桿長度6mm，螺帽的直徑為05. 6，螺帽厚度為2mm，螺帽頂面中部沿直徑方向有寬度為1. 5mm，深度為1mm，長度方向貫穿的槽；四個(gè)夾具2分別和樣品架主體I的四個(gè)側(cè)面緊貼，突出長條的斜面是面向樣品架 主體I側(cè)面的，并與側(cè)面夾角成45度，長條槽覆蓋于螺紋孔正上方，夾具2底面和樣品架主體I底面平行，然后，緊固螺絲3穿過夾具2的長條槽擰進(jìn)側(cè)面內(nèi)螺紋孔，構(gòu)成整個(gè)碲鎘汞垂直液相外延樣品架。采用這樣的樣品架，在裝載好襯底后，矩形襯底底邊被夾具2夾緊并緊貼在樣品架平面上，無結(jié)合縫隙產(chǎn)生，母液難于滲進(jìn)；其他三條邊分別和三邊覆蓋壓條接觸，接觸的地方是襯底的上表面邊緣，而不是下表面邊緣，母液與上表面接觸，難于滲透進(jìn)下表面。從而在生長時(shí)，母液無法進(jìn)入襯底背面，于是外延片背面不會(huì)有殘留沾液存在。本專利的有M效果是，可以在批量生長締鋪萊液相外延片的同時(shí)，不廣生外延片背面殘留沾液，大大提聞成品率，提聞生廣效率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利進(jìn)一步說明。圖1是本專利的樣品架結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是該樣品架的三維示意圖。圖3是該樣品架夾持襯底的實(shí)施例三維示意圖。圖中1.樣品架主體，2.夾具，3.緊固螺絲，4.壓條槽，5.夾具槽，6.覆蓋壓條，7.襯底。
具體實(shí)施例方式在圖1中，主要有3部分樣品架主體1、夾具2和緊固螺絲3。緊固螺絲3把夾具2固定在樣品架主體I上。樣品架主體I有四個(gè)相互垂直的平面，用來平貼襯底7，襯底7用夾具2和緊固螺絲3固定在樣品架上。在圖2的三維示意圖中，可以清楚看到樣品架的輪廓構(gòu)造。樣品架有四個(gè)相互垂直的平面，用來平貼4片襯底7，一次外延生長可以產(chǎn)出4片外延片，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)本專利的有益效果。通過夾具2向襯底7底端施加壓力夾緊襯底7，緊固螺絲3則固定夾具2。夾具2中間是兩頭半圓形的長條槽，其相對于緊固螺絲3的位置不是固定的，可以上下移動(dòng)一定的距離，這樣，可以實(shí)現(xiàn)不同長度襯底7的夾持，擴(kuò)寬該樣品架的實(shí)用范圍。
圖3是實(shí)施例的三維示意圖，可以清楚地看到襯底7被夾持在樣品架上。使用時(shí)，先把緊固螺絲3和夾具2取下，把襯底7平貼在樣品架主體I側(cè)面的平面上，并緊緊塞進(jìn)覆蓋壓條6內(nèi)，然后把夾具2和緊固螺絲3就位，這時(shí)夾具2的上端突出長條的斜面和樣品架主體I的側(cè)面成45度角，長條槽完全覆蓋于側(cè)面內(nèi)螺紋孔正上方，緊固螺絲3穿過夾具2的長條槽，稍微擰緊在內(nèi)螺紋孔里。然后把夾具2稍微使勁往上壓，抵住襯底7，最后把緊固螺絲3擰緊。這樣，就完成了襯底7的夾持固定。由于三條覆蓋壓條6的存在，母液在進(jìn)入 襯底7背面的過程中被阻擋，無法進(jìn)入也就無法在背面殘留沾液，從而實(shí)現(xiàn)本專利的有益效果。襯底7的底邊被夾具2壓緊，同時(shí)另外3條邊被覆蓋壓條6緊緊壓住，也就是襯底7能固定在壓條槽4和夾具槽5之間，從而能與樣品架平面緊緊貼住，也阻止了母液進(jìn)入襯底7背面殘留，實(shí)現(xiàn)本專利的有益效果。樣品架如圖3所示裝載好襯底7后，即可進(jìn)入外延系統(tǒng)進(jìn)行液相外延生長。
權(quán)利要求
1.一種碲鎘汞垂直液相外延樣品架，它由樣品架主體(I)、夾具(2)和緊固螺絲(3)構(gòu)成，其特征在于所述的樣品架主體(I)的主體輪廓是長方體，尺寸為36mmX36mmX73mm,在四個(gè) 36mmX 73mm的側(cè)面上均設(shè)計(jì)成這樣的結(jié)構(gòu)在頂端36mm短邊處及兩條73mm長邊處有三條覆蓋壓條，頂端覆蓋壓條是尺寸為40mm X 12mm X 2mm的扁長方體,該壓條長方體40mm X 2mm 的上端面與樣品架頂端上表面是同一平面，接觸邊的中點(diǎn)是重合的，下端面中間被加工成斜面，該斜面與樣品架側(cè)面夾角為45度，長度為32mm ;兩側(cè)覆蓋壓條是對稱分布于側(cè)面兩偵1J,尺寸為39mmX6mmX 2mm,上部6mmX 2mm的端面與頂端壓條底面連接，并且，39mmX 2mm 的外側(cè)面與頂端壓條12mmX6mm的外側(cè)面是同一平面，內(nèi)側(cè)面被加工成斜面，斜面與樣品架側(cè)面夾角為45度,長度為39mm ;在樣品架側(cè)面底端,距離底端36mm短邊Ilmm處的中央， 有一個(gè)深度為5mm的M4的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)螺紋孔；所述的夾具(2)為扁長方體結(jié)構(gòu),尺寸為14mmX 15mmX 2mm,在14mmX 15mm的面上開有貫穿的長條槽，該槽與15mm長邊平行，寬度為4. 4mm,長度為IOmm,其中兩端為半徑2. 2mm 的半圓；在其中一個(gè)15mmX 2mm的頂面，有兩條突起長條，長條尺寸為3mmX4mmX 2mm,分別位于夾具頂面兩側(cè)，其中，3mmX 2mm的長條底面是和夾具頂面重合,4mmX 2mm的長條側(cè)面和14mmX2mm的夾具側(cè)面是同一平面,長條頂面被加工成斜面,斜面與長條相鄰3mmX4mm 面的夾角為45度；所述的緊固螺絲(3)的螺紋為M4的外螺紋，螺桿長度6mm，螺帽的直徑為Φ5.6，螺帽厚度為2mm，螺帽頂面中部沿直徑方向有寬度為1. 5mm，深度為1mm，長度方向貫穿的槽；四個(gè)夾具(2)分別和樣品架主體(I)的四個(gè)側(cè)面緊貼，突出長條的斜面是面向樣品架主體(I)側(cè)面的，并與側(cè)面夾角成45度，長條槽覆蓋于螺紋孔正上方，夾具(2)底面和樣品架主體(I)底面平行，然后，緊固螺絲(3)穿過夾具(2)的長條槽擰進(jìn)側(cè)面內(nèi)螺紋孔，構(gòu)成整個(gè)碲鎘汞垂直液相外延樣品架。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碲鎘汞垂直液相外延樣品架。它是在樣品架平面上，存在頂端和左右兩側(cè)三條閉合的覆蓋壓條，以及底端固定夾具。三條覆蓋壓條和夾具都有與樣品架平面成45度的斜面，與襯底邊緣接觸。夾具通過緊固螺絲固定在樣品架平面上。該樣品架適用于碲鎘汞垂直液相外延生長，襯底夾持固定時(shí)，覆蓋壓條包覆壓緊襯底的上部和左右兩側(cè)，能從正面就開始阻止外延時(shí)母液滲入到襯底背面，夾具壓緊襯底底端，覆蓋壓條和夾具的共同作用能把襯底緊緊地平貼在樣品架平面上，減小襯底背面與樣品架平面的間隙，阻止外延生長時(shí)母液滲入到襯底背面，從而消除外延片背面殘留沾液。
文檔編號(hào)C30B19/06GK103014844SQ20121050614
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者孫權(quán)志, 魏彥鋒, 楊建榮, 孫瑞贇, 仇光寅, 陳倩男 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所