水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔及包括該籽晶腔的石英舟的制作方法
【專利摘要】一種水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔及包括該籽晶腔的石英舟，該籽晶腔具有頭部和尾部，且該頭部至該尾部逐漸加寬，而使該籽晶腔腔體的水平截面呈梯形。該石英舟還包括放肩部分、等徑部分、舟尾部分。在水平砷化鎵單晶的生長(zhǎng)過(guò)程中，使用本實(shí)用新型，可以延長(zhǎng)放肩過(guò)程，進(jìn)而可以有效降低單晶頭部位錯(cuò)密度，提高晶體質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔及包括該籽晶腔的石英舟
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種晶體生長(zhǎng)裝置，特別是一種水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔及包括該籽晶腔的石英舟。
【背景技術(shù)】
[0002]水平砷化鎵單晶以其位錯(cuò)密度低、雜質(zhì)分布均勻而著稱。生長(zhǎng)水平砷化鎵單晶主要使用布里奇曼法(簡(jiǎn)稱HB法)，在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。
[0003]HB法首先將多晶料稱重后放入石英舟內(nèi)，加入一定量的摻雜劑(如Si，Cu，Zn等等)，再將石英舟放入柱形的石英管內(nèi)，抽真空封管，然后放入水平單晶爐內(nèi)用定向區(qū)熔法生長(zhǎng)單晶。如圖1所示，HB法用的石英舟構(gòu)成有以下幾部分:籽晶腔部分1、放肩部分2、等徑部分3以及舟尾部分4?，F(xiàn)有的籽晶腔有矩形、方形、半圓形等形狀。關(guān)于籽晶的熔接過(guò)程，如圖2所示:對(duì)于方形籽晶腔內(nèi)的單晶生長(zhǎng)，長(zhǎng)度為35mm的籽晶熔融掉10mm，籽晶腔部分I內(nèi)生長(zhǎng)IOmm,然后放肩部分2生長(zhǎng)65mm,從而完成放肩。
[0004]單晶位錯(cuò)密度高低是單晶生長(zhǎng)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。砷化鎵單晶生長(zhǎng)過(guò)程中引入位錯(cuò)的原因與Si大致相同，但也有其特殊性，其中最突出的特點(diǎn)就是由應(yīng)力引入位錯(cuò)，如發(fā)生粘舟現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生大量位錯(cuò)。因此，而如何能夠進(jìn)一步有效降低單晶頭部位錯(cuò)密度，成為業(yè)界研究的重點(diǎn)和方向。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔及包括該籽晶腔的石英舟，其能夠明顯降低水平砷化鎵單晶頭部位錯(cuò)密度，提高晶體質(zhì)量。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:
[0007]—種水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔，具有頭部和尾部，且該頭部至該尾部逐漸加寬，而使該籽晶腔腔體的水平截面呈梯形。
[0008]所述頭部寬度為15?25mm,所述尾部寬度為25?35mm,且該頭部至該尾部長(zhǎng)度為35mm,所述籽晶腔腔體深度為8?12mm。
[0009]一種石英舟，依次包括所述的籽晶腔，以及放肩部分、等徑部分、舟尾部分。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:在水平砷化鎵單晶的生長(zhǎng)過(guò)程中，使用本實(shí)用新型，可以延長(zhǎng)放肩過(guò)程，進(jìn)而可以有效降低單晶頭部位錯(cuò)密度，提高晶體質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是現(xiàn)有石英舟的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是現(xiàn)有方形籽晶腔的俯視圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型梯形籽晶腔的俯視圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型梯形籽晶腔的側(cè)視圖。【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將以具體實(shí)施例結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和所欲達(dá)到的技術(shù)效果，但所選用的實(shí)施例僅用于說(shuō)明解釋，并非用以限制本實(shí)用新型的范圍。
[0016]如圖3、圖4所示，本實(shí)用新型提供一種水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔，其腔體的水平截面呈梯形，與石英舟的放肩部分連通。該籽晶腔具有頭部11和尾部12，且該頭部11至該尾部12的寬度逐漸加寬，對(duì)應(yīng)使用相同形狀的梯形籽晶。本實(shí)用新型籽晶腔的尺寸可以為:頭部11寬度15?25mm (梯形上底)，尾部12寬度25?35mm (梯形下底)，頭部11到尾部12長(zhǎng)度35_ (梯形高)，該籽晶腔的腔體深度8?12_ (梯形厚度)。
[0017]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供一種石英舟，依次包括上述梯形籽晶腔以及放肩部分2、等徑部分3、舟尾部分(圖未示)，用于水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)，相較于現(xiàn)有常用的石英舟，能夠明顯降低水平砷化鎵單晶頭部位錯(cuò)密度。
[0018]在籽晶的熔接過(guò)程中，以長(zhǎng)度為35mm的籽晶為例，梯形籽晶腔內(nèi)的籽晶，熔融掉IOmm后，因梯形籽晶腔的放肩部分和籽晶腔是整體，即熔融了多少籽晶就增加了多少放肩距離，所以放肩長(zhǎng)度增長(zhǎng)為75mm。而現(xiàn)有方形籽晶腔的放肩部分是固定的，即65mm。放肩距離的增加有助于排除頭部位錯(cuò)堆密度，進(jìn)而降低頭部位錯(cuò)。
[0019]綜上所述，在水平砷化鎵單晶的生長(zhǎng)過(guò)程中，使用本實(shí)用新型，可以延長(zhǎng)放肩過(guò)程，進(jìn)而可以有效降低單晶頭部位錯(cuò)密度，提高晶體質(zhì)量。
[0020]需要指出的是，上述實(shí)施方式僅僅是可能的實(shí)施例，是為了清楚地理解本實(shí)用新型的原理而提出的?？梢栽诓槐畴x本實(shí)用新型原理和范圍的情況下對(duì)上述本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行許多變化和修改。所有這些修改和變化都包括在本實(shí)用新型揭示的范圍中，并且受到所附權(quán)利要求的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種水平砷化鎵單晶生長(zhǎng)用籽晶腔，其特征在于，具有頭部和尾部，且該頭部至該尾部逐漸加寬，而使該籽晶腔腔體的水平截面呈梯形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的籽晶腔，其特征在于，所述頭部寬度為15?25mm，所述尾部寬度為25?35mm，該頭部到該尾部長(zhǎng)度為35mm，所述籽晶腔腔體深度為8?12mm。
3.一種石英舟，其特征在于，依次包括權(quán)利要求1或2所述的籽晶腔，以及放肩部分、等徑部分、舟尾部分。
【文檔編號(hào)】C30B13/14GK203754848SQ201320792221
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】劉曉慧, 馬英俊, 林泉, 于洪國(guó), 武壯文, 張潔 申請(qǐng)人:有研光電新材料有限責(zé)任公司