一种砷化镓多晶合成方法.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CN108866630A(43)申请公布日2018.11.23(21)申请号201810827502.X(22)申请日2018.07.25(71)申请人汉能新材料科技有限公司地址101407北京市怀柔区雁栖工业开发区五区36号(72)发明人肖亚东雷仁贵谈笑天(74)专利代理机构北京华夏泰和知识产权代理有限公司11662代理人孟德栋(51)Int.Cl.C30B29/42(2006.01)C30B28/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种砷化镓多晶合成方法(57)摘要本发明提供了一种砷化镓多晶合成方法，包括以下步骤：提供具有相连通的上腔和下腔的反应容器，在下腔内填装砷，在上腔内安装承装容器，且承装容器内填装有镓；然后密封并抽真空反应容器；随后对反应容器进行升温处理，以使砷和镓进行合成反应；最后，对反应容器进行降温处理，并将合成的砷化镓多晶体取出。本发明采用垂直布里奇曼法进行多晶合成，生产量高；多晶料在承装容器内成型，因此在单晶装料时，可与承装容器完全匹配，提高每炉次的投料量并降低单晶生产成本；由于反应容器垂直设置并具有上腔和下腔，反应容器热场的温度梯度分布均匀，合成的多晶料致密、无孔洞，无富镓，合成比例较之前有比较大的改善。CN108866630ACN108866630A权利要求书1/1页1.一种砷化镓多晶合成方法，其特征在于，包括以下步骤：提供具有相连通的上腔和下腔的反应容器，在所述上腔内安装承装容器，且所述承装容器内填装有镓，在所述下腔内填装砷；密封所述反应容器，并对所述反应容器进行抽真空处理；对所述反应容器进行升温处理，以使砷和镓进行合成反应；合成反应完成后，对所述反应容器进行降温处理，随后将合成的砷化镓多晶体取出。2.根据权利要求1所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，对所述反应容器进行升温处理具体包括：将所述上腔升温至第一反应温度，所述下腔升温至第二反应温度，其中，所述第一反应温度大于所述第二反应温度。3.根据权利要求1所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，对所述反应容器中装填镓和砷之前还包括：对所述反应容器清洗处理。4.根据权利要求5所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，所述反应容器清洗处理具体包括：将所述反应容器浸泡在酸性清洗溶液中15-45min，浸泡后取出反应容器，并用去离子水进行冲洗；随后将所述反应容器浸泡在碱性清洗溶液中15-45min，浸泡后取出反应容器，并用去离子水进行冲洗；最后对所述反应容器进行风干处理。5.根据权利要求1所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，对所述反应容器中装填镓和砷之前还包括：对所述承装容器清洗处理。6.根据权利要求5所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，所述承装容器清洗处理具体包括：将所述承装容器浸泡在酸性清洗溶液中1-4h，浸泡后取出承装容器，并用去离子水进行冲洗；随后将所述承装容器浸泡在去离子水中，并将去离子水加热至预设温度，浸泡15-45min后取出所述承装容器，并用去离子水进行冲洗；最后对所述承装容器进行风干处理。7.根据权利要求6所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，所述预设温度为60-80摄氏度。8.根据权利要求1-7任一项所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，在所述上腔内安装承装容器时，所述承装容器内填装有单晶硅片。9.根据权利要求1-7任一项所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，所述上腔和所述下腔之间安装有承托所述承装容器的容器托，所述容器托的材质为石墨，所述容器托设有连通所述上腔和所述下腔的沟槽或通孔。10.根据权利要求1-7任一项所述砷化镓多晶合成方法，其特征在于，在所述上腔内安装承装容器时，所述承装容器内填装有高纯石墨粉。2CN108866630A说明书1/5页一种砷化镓多晶合成方法技术领域[0001]本发明涉及半导体单晶材料制备技术领域，具体涉及一种砷化镓多晶合成方法。背景技术[0002]砷化稼在高频、高速、高温及抗辐照等微电子器件中具有广泛的应用。砷化镓材料分为两类，即半绝缘砷化镓材料和半导体砷化镓材料。要获得砷化镓单晶材料，首先要进行砷化镓多晶原材料的合成。由于砷化镓是二元化合物，砷的蒸汽压高，且砷和镓容易氧化，故合成符合化学计量比的砷化镓多晶并不容易。现在技术采用水平布里奇曼法进行砷化镓多晶的合成，其大体工艺过程是：将砷与镓，装入坩埚内，然后将坩埚放入石英管内，进行真空密封；石英管内具有低温区和高温区，通过计算机控制各温区的温度以进行多晶合成。但是上述合成方法具有以下缺陷：[0003]1.由于石英管水平放置，因此合成的多晶料横截面是D形的，在单晶生长装料时，与圆柱形坩埚不匹配，导致承装容器内的填充比较低；[0004]2.在现有技术合成多晶料时，合成石英管是