一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统.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CN113106543A(43)申请公布日2021.07.13(21)申请号202110397820.9(22)申请日2021.04.14(71)申请人沈阳中科汉达科技有限公司地址110000辽宁省沈阳市东陵区白塔镇大羊安村(72)发明人佟辉姜寰(74)专利代理机构沈阳鼎恒知识产权代理事务所(普通合伙)21245代理人段新颖(51)Int.Cl.C30B25/16(2006.01)C30B25/14(2006.01)C30B29/40(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统(57)摘要本发明公开了一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，包括台板以及支板，所述台板设置于支板上方，所述台板上设置有炉腔，所述炉腔的上端固定连接有石英管，所述炉腔的两侧对称设置有抽气管，所述抽气管的一端连接有过滤腔，本发明从石英管上部进入工艺气体，气流方向为上进气下出气，气体流动方向与晶体生长方向、热场热量扰动方向相反，保证了晶体生长过程中的控制需求，同时利用薄膜规反馈的压力信号控制抽气压控组件进行炉腔内的气体压力调节，实现控制石英管内晶体生长所需压力的目的，结构简单，安全可靠，控压精度高，保证了晶体生长过程中的控压需求，产品质量好。CN113106543ACN113106543A权利要求书1/1页1.一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，包括台板（8）以及支板（9），所述台板（8）设置于支板（9）上方，所述台板（8）上设置有炉腔（2），所述炉腔（2）的上端固定连接有石英管（1），所述炉腔（2）的两侧对称设置有抽气管（3），所述抽气管（3）的一端连接有过滤腔（4），所述过滤腔（4）的上部依次连接有横抽气管（5）、薄膜规（6）以及竖抽气管（7），所述支板（9）上安装有压控组件（10），所述压控组件（10）的一端与竖抽气管（7）相连接。2.根据权利要求1所述的一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，所述压控组件（10）包括真空泵（108），所述真空泵（108）设于支板（9）一侧，所述真空泵（108）的进气端上设置有抽气压控构件，所述抽气压控构件通过抽气三通接头与竖抽气管（7）相连通，所述真空泵（108）的排气端上设置有排气导通构件，所述排气导通构件一端通过排气三通接头与总排气管路（105）相连通，所述抽气三通接头与排气三通接头之间连接有总排气阀门（104）。3.根据权利要求2所述的一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，所述抽气压控组件包括抽气管路（103），所述抽气管路（103）的一端与真空泵（108）的进气端相连接，所述抽气管路（103）的另一端依次设有可控蝶阀（102）以及抽气阀门（101），所述抽气阀门（101）与抽气三通接头相连接。4.根据权利要求2所述的一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，所述排气导通构件包括排气管路（107），所述排气管路（107）的一端与真空泵（108）的排气端相连通，所述排气管路的另一端设置有排气阀门（106），所述排气阀门（106）与排气三通接头相连接。5.根据权利要求1所述的一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，所述石英管（1）上端设置有上炉盖（11），所述上炉盖（11）上开有工艺气体的进气口。6.根据权利要求1所述的一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，所述过滤腔（4）内设置有滤芯。7.根据权利要求1‑6中任意一项所述的一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统，其特征在于，所述系统管路均采用快卸法兰进行连接。2CN113106543A说明书1/3页一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统技术领域[0001]本发明涉及半导体材料的制备技术领域，特别是一种用于氮化镓晶体生长的压力控制系统。背景技术[0002]氮化镓晶体是一种直接带隙半导体材料，禁带宽度为3.4ev，是优良的短波长光电子材料，同时是第三代半导体的研究前沿热点，基于氮化镓的器件在发光二极管(led)、激光二极管(ld)、紫外光光电探测器、高频、高功率和高温电子器件等光电子和微电子领域有广泛的应用，目前，氮化镓器件主要基于异质外延获得，常用的外延衬底有蓝宝石、碳化硅等材料，异质外延需要克服晶格失配带来的缺陷，严重影响氮化镓器件的性能，因此，利用氮化镓晶体同质外延，是目前亟需解决的核心问题，氮化镓单晶的生长面临很大挑战，理论上，氮化镓单晶的熔体生长需要6GPa的高压力和2200℃的高生长温度，目前还未实现，目前，最成熟也是唯一可以产业化的氮化镓晶体生长方法为HVPE法，即氢化物气相外延法，又称卤化物气相外延法，在氮化镓晶体生长过程中，腔体内工艺压力的控制精度对产品质量起