一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置及转运方法.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CN111304741A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010321799.X(22)申请日2020.04.22(71)申请人中国工程物理研究院总体工程研究所地址621908四川省绵阳市绵山路64号(72)发明人鲁亮胡宇鹏王珏周本权刘伟李明海李思忠(74)专利代理机构北京天奇智新知识产权代理有限公司11340代理人许驰(51)Int.Cl.C30B25/12(2006.01)C30B25/08(2006.01)C30B29/40(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置及转运方法(57)摘要本发明公开了一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置及转运方法及转运方法，装置包括托盘、相变材料；托盘形成为中空结构；GaN晶体转运托盘装置中托盘采用了石墨材料制成，托盘内填充相变材料，托盘可以循环重复使用，利用GaN晶体生长环境吸热，在出炉区放热，充分利用了现有设备的环境，完成了现有技术中准备区的功能，简化了硬件，能耗、成本低；GaN晶体转运托盘装置的转运方法，包括密封工艺的设计；在填充过程中，增加了手套箱的操作，设计了抽负压的工艺流程环节，提高了装置的安全性能；将原有工艺中需要1h的工艺流程简化为约30min，大大提高了GaN晶体生长工艺的效率，提高了产能的同时，降低了成本。CN111304741ACN111304741A权利要求书1/1页1.一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，包括：托盘；托盘形成为中空结构；相变材料；相变材料填充于托盘内中空处；GaN晶体置于托盘上。2.根据权利要求1所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，托盘包括：托盘盒盖；托盘盒盖包括盖板、连接桶体；盖板与连接桶体的上端连接；托盘盒体；托盘盒体包括盒体壁、底板；盒体壁的下端与底板连接；连接桶体置于盒体壁内，连接桶体的内侧壁与盒体壁的外侧壁连接；盖板、底板与盒体壁之间形成密闭空间，相变材料置于密闭空间内。3.根据权利要求2所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，在连接桶体的内侧壁上设置有内螺纹，在盒体壁的外侧壁上设置有外螺纹，连接桶体的内侧壁与盒体壁的外侧壁组合陈螺纹连接结构。4.根据权利要求2所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，在盖板上设置有多个用于放置GaN晶体的凹槽，GaN晶体置于凹槽内。5.根据权利要求1所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，托盘为采用耐高温、耐化学腐蚀、低热膨胀系数的材料制成。6.根据权利要求5所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，托盘为石墨制成。7.根据权利要求1所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，相变材料为金属铝。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，相变材料在托盘内的填充率≤85％。9.根据权利要求8所述的一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置，其特征在于，托盘内部为真空环境。10.一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置的转运方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按≤85％的填充率将金属铝相变材料填入托盘的密闭空间中；S2、将托盘盒盖与托盘盒体放入抽真空手套箱中；S3、将手套箱内部抽真空；S4、在手套箱内部完成托盘盒盖与托盘盒体的连接密封；S5、将GaN晶体置于盖板上的凹槽内；S6、将GaN晶体与转运托盘装置置于HVPE晶体生长设备中的反应区内生长GaN单晶；S7、GaN单晶长到需要的程度后，将转运托盘装置下降至HVPE晶体生长设备中的出炉区，待托盘及GaN单晶片降温30分钟，温度降至400℃时打开HVPE舱门，用机械手等转运机构将托盘及GaN单晶片移出至转运车中。2CN111304741A说明书1/5页一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置及转运方法技术领域[0001]本发明属于HVPE晶体生长设备技术领域，具体涉及一种基于HVPE工艺的GaN晶体转运托盘装置及转运方法。背景技术[0002]GaN材料作为第三代半导体材料，由于其具有宽带隙、高饱和漂移速度、高临界击穿电场等突出优点，成为制作大功率、高频、高温及抗辐射电子器件的理想材料。宽带隙半导体器件是新一代雷达及通讯系统中最为关键的半导体材料，也是新一代半导体照明应用中的主要器件，对军事设备研制、通讯器件开发、LED产业发展等具有十分重要的意义。[0003]1968年，RCA实验室Maruska第一次采用了HVPE法生长GaN单晶薄膜，经过逐渐发展，HVPE法生长逐渐