一种用于液相外延的石墨舟及其使用方法.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CN113930839A(43)申请公布日2022.01.14(21)申请号202111151911.0(22)申请日2021.09.29(71)申请人中国电子科技集团公司第十一研究所地址100015北京市朝阳区酒仙桥路4号(72)发明人杨海燕刘铭郝斐赵硕吴卿(74)专利代理机构工业和信息化部电子专利中心11010代理人华枫(51)Int.Cl.C30B19/06(2006.01)C30B19/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于液相外延的石墨舟及其使用方法(57)摘要本发明提出了一种用于液相外延的石墨舟及其使用方法。用于液相外延的石墨舟包括：依次层叠设置的底托、衬底槽、母液槽和上盖。其中，衬底槽中设有用于放置石墨垫块和衬底的第一通孔，石墨垫块在第一通孔内的高度可调节。衬底槽设有多个水平刻度线，用于指示所述石墨垫块的高度和水平度。本发明通过直接调整石墨垫块的高度和水平度，更高效地实现石墨垫块高度根据衬底高度和薄膜厚度进行连续精确变化，形成标准工艺，保证薄膜不被划伤和母液残留，降低了外延工艺配备多个垫块的加工成本，并且操作简单，结合水平线指示也使精度更加精确。CN113930839ACN113930839A权利要求书1/1页1.一种用于液相外延的石墨舟，其特征在于，包括底托以及依次放置在底托中的衬底槽、母液槽和上盖，所述衬底槽中设有用于放置石墨垫块和衬底的第一通孔，所述石墨垫块在所述第一通孔内的高度可调节；所述第一通孔设有多个水平刻度线，用于指示所述石墨垫块的高度和水平度。2.如权利要求1所述的用于液相外延的石墨舟，其特征在于，多个所述水平刻度线设于所述第一通孔的内表面，且多个水平刻度线之间有预设间隔。3.如权利要求1所述的用于液相外延的石墨舟，其特征在于，在石墨垫块底部安装多个石墨螺钉，通过多个所述石墨螺钉调整所述石墨垫块的水平度及其在所述第一通孔内的高度。4.如权利要求3所述的用于液相外延的石墨舟，其特征在于，所述石墨螺钉为四个，四个所述石墨螺钉分别靠近所述石墨垫块底面的四个顶角设置。5.如权利要求1所述的用于液相外延的石墨舟，其特征在于，所述第一通孔贯穿所述衬底槽。6.如权利要求1所述的用于液相外延的石墨舟，其特征在于，所述石墨垫块的横截面与所述第一通孔的横截面相适配。7.如权利要求1‑6中任一项所述的用于液相外延的石墨舟，其特征在于，所述石墨舟为水平式或倾斜式液相外延用石墨舟。8.一种使用石墨舟进行液相外延的方法，其特征在于，采用如权利要求1‑7中任一项所述的用于液相外延的石墨舟进行液相外延，所述方法包括：将衬底槽放置在底托内；将所述石墨垫块放置于所述衬底槽的所述第一通孔中，并调整所述石墨垫块至预设高度；将所述衬底放置于所述石墨垫块；在所述衬底槽上放置母液槽，并在母液槽中添加所需母液和补充源；盖上上盖，将石墨舟放置于液相外延设备中进行外延工艺。9.如权利要求8所述的使用石墨舟进行液相外延的方法，其特征在于，调整所述石墨垫块至预设高度，包括：设所述第一通孔的深度与所述衬底槽的厚度相等且为L1；根据采用的液相外延工艺，确定采用的衬底的厚度L2及所述衬底上生长的薄膜厚度L3；计算所述石墨垫块的预设高度L4＝L1‑L2‑L3‑L0，并根据所述预设高度对应的所述水平刻度线，将所述石墨垫块调整至所述预设高度；其中，所述L0为所述薄膜距离所述衬底槽顶部之间的最佳距离。2CN113930839A说明书1/5页一种用于液相外延的石墨舟及其使用方法技术领域[0001]本发明涉及单晶薄膜液相外延生长技术，尤其涉及一种用于液相外延的石墨舟及其使用方法。背景技术[0002]液相外延技术1963年由Nelson等人提出，其原理是：以低熔点的金属(如Ga、In等)为溶剂，以待生长材料(如Ga、As、Al等)和掺杂剂(如Zn、Te、Sn等)为溶质，使溶质在溶剂中呈饱和或过饱和状态。通过降温冷却使石墨舟中的溶质从溶剂中析出，在单晶衬底上定向生长一层晶体结构和晶格常数与单晶衬底足够相似的晶体材料，即薄膜，使晶体结构得以延续，实现晶体的外延生长。[0003]在薄膜生长到一定厚度后，需要将剩余液态溶剂与薄膜进行分离降温，进而获得高质量的薄膜材料。这一过程需要靠石墨舟中衬底和母液之间相对运动来实现。根据母液与衬底相对运动方向，液相外延分为水平、垂直、倾斜三种方式。例如在目前水平滑舟液相外延生长中，石墨舟一般由底托、衬底槽、母液槽、上盖组成。在外延前需要在底托上的衬底槽中放置衬底，然后在母液槽中放置固态生长溶液(液态母液)，然后盖上上盖进行液相外延工艺。[0004]使用高温熔融母液的生长体系中，液相外延结束后，当剩余的液态母液与衬底上生长的薄膜分离时