一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113957529A(43)申请公布日2022.01.21(21)申请号202111051906.2(22)申请日2021.09.08(71)申请人杭州富加镓业科技有限公司地址311400浙江省杭州市富阳区春江街道江南路68号第23幢301室(72)发明人陈端阳齐红基赛青林(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)44268代理人徐凯凯(51)Int.Cl.C30B29/16(2006.01)C30B15/34(2006.01)C30B15/16(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法(57)摘要本发明公开了一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法，其中，所述氧化镓生长装置包括氧化镓晶体生长炉以及设置在所述氧化镓晶体炉侧边的激光辅助加热器，所述晶体生长方法包括步骤：在晶体生长过程中，当观察到氧化镓晶体上出现杂晶时，通过所述激光辅助加热器发出激光并射在所述杂晶上，去除所述杂晶。本发明通过所述激光辅助加热器发出的激光加热并熔化氧化镓晶体上出现的杂晶，其效果直接快速，定位精准高效，本发明有效解决了导模法生长氧化镓晶体过程中模具口附近的固液界面处由于不可预知的微小的扰动导致杂晶产生这一技术难题。CN113957529ACN113957529A权利要求书1/1页1.一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法，其特征在于，所述氧化镓生长装置包括氧化镓晶体生长炉以及设置在所述氧化镓晶体炉侧边的激光辅助加热器，所述晶体生长方法包括步骤：在晶体生长过程中，当观察到氧化镓晶体上出现杂晶时，通过所述激光辅助加热器发出激光并射在所述杂晶上，去除所述杂晶。2.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于，所述激光辅助加热器发出的激光波长为800‑2000nm。3.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于，所述激光辅助加热器的功率为0.1W‑100W。4.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于，所述杂晶的体积为2mm3时，采用功率为10W，激光波长为1064nm的激光辅助加热器照射所述杂晶0.55s。5.根据权利要求1所述的晶体生长方法，其特征在于，所述氧化镓晶体生长炉包括底座、设置在所述底座上的下热场结构，设置在所述下热场结构上的上热场结构，所述上热场结构包括从内至外同心设置的上保温组件和上密封层，所述上保温组件上设置有内外相通用于观察晶体生长的观察孔，所述激光辅助加热器位于所述观察孔的侧边，所述激光辅助加热器发出的激光通过所述观察孔射入所述氧化镓晶体生长炉内部。6.根据权利要求5所述的晶体生长方法，其特征在于，所述晶体生长方法还包括步骤：通过所述观察孔观察所述晶体上是否存在杂晶。7.根据权利要求5所述的晶体生长方法，其特征在于，所述保温组件上设置有1‑4个观察孔，每个观察孔的侧边对应设置有一个激光辅助加热器。8.根据权利要求5所述的晶体生长方法，其特征在于，所述上保温组件的中心沿轴向方向设置有贯穿上下端面且用于插入籽晶杆的通腔。2CN113957529A说明书1/5页一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法技术领域[0001]本发明涉及氧化镓晶体制备技术领域，尤其涉及一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法。背景技术[0002]β‑Ga2O3(氧化镓)是一种直接带隙宽禁带半导体材料，禁带宽度约为4.8～4.9eV。它具有禁带宽度大、饱和电子漂移速度快、热导率高、击穿场强高、化学性质稳定等诸多优点，在高温、高频、大功率电力电子器件领域有着广泛的应用前景。此外还可用于LED芯片，日盲紫外探测、各种传感器元件及摄像元件等。[0003]目前，批量制备大尺寸氧化镓晶体主要采用导模法制备技术。导模法生长氧化镓晶体是模具口附近的固液界面处持续不断的发生由熔体向固体转变的过程，随着晶体引晶、缩颈、放肩和等宽生长，模具口附近的固液界面宽度先后经历了等宽、收窄、放宽和等宽的变化。在整个晶体生长的过程中，模具口附近的固液界面处有任何微小的扰动，比如挥发物的附着、模具口的微小缺陷和局部变形、温度场的局部不均匀，都会导致杂晶的形成，严重影响生长出来晶体质量和可用范围。[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。发明内容[0005]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法，旨在解决现有导模法制备β‑Ga2O3单晶过程中无法去除晶体上生长的杂晶的问题。[0006]本发明的技术方案如下：[0007]一种基于导模法生长装置的氧化镓晶体生长方法，其中，所述氧化镓生长装置包括氧化镓晶体生长炉以及设置在所述氧化镓晶体炉侧边的激光辅助加热器，所述晶体生长方法包括步骤：