[发明专利]一种三族氮化物晶体生长装置有效
申请号: | 201510550420.1 | 申请日: | 2015-09-01 |
公开(公告)号: | CN105113004B | 公开(公告)日: | 2018-03-09 |
发明(设计)人: | 巫永鹏;李成明;刘南柳;陈蛟;罗睿宏;李顺峰;张国义 | 申请(专利权)人: | 北京大学东莞光电研究院 |
主分类号: | C30B29/40 | 分类号: | C30B29/40;C30B7/14 |
代理公司: | 广州粤高专利商标代理有限公司44102 | 代理人: | 罗晓林 |
地址: | 523000 广东省东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 氮化物 晶体生长 装置 | ||
技术领域
本发明涉及氮化物单晶半导体材料领域,具体地说是一种氮化物单晶生长装置。
背景技术
近年来,三族氮化物单晶在蓝色白色LEDs、紫外激光器及其他半导体器件领域具有广泛的应用。传统的氮化镓制备方法采用气相法,具体做法为在蓝宝石或SiC等异质衬底上沉积氮化镓薄膜。由于异质衬底具有不同的热膨胀系数及晶格常数,此类方法制备的氮化镓薄膜普遍存在较高位错密度,晶体质量较差。除了气相法外,还开发了液相法。钠助熔剂法(Na Flux)作为液相法的一种,使用金属钠作为助熔剂,可以使晶体合成温度降低到900℃以内,且晶体生长所需压力降低至4~5MPa,是一种具有相对温和生长条件的氮化镓晶体生长方法。另外,与气相法相比,液相法可以合成位错密度较低的高质量氮化镓晶体。
传统的钠助熔剂法反应釜为固定的反应釜,反应过程中,反应釜是固定不动的,通过通入氮气并在釜体周围加热来达到生长所需条件,此种反应釜缺乏溶液搅拌,反应物溶解度低,且气液界面高浓度的N难以进入溶液内部参与反应,所合成的氮化镓晶体存在N空位等晶体质量问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种三族氮化物晶体生长装置,通过带动反应釜转动,从而使得反应釜内的溶液翻滚,反应物更加充分均匀分布。
为了解决上述技术问题,本发明采取以下技术方案:
一种三族氮化物晶体生长装置,包括反应釜,该反应釜内设有晶种模板,所述反应釜与滚动驱动装置连接,该滚动驱动装置带动反应釜转动。
所述滚动驱动装置带动反应釜水平方向滚动,或者与水平方向成倾斜角度方向滚动。
所述反应釜的轴线方向的两端侧设置有滚动轴,该滚动轴与滚动驱动装置连接。
所述反应釜上装设有传动带,反应釜通过该传动带与滚动驱动装置连接。
所述反应釜的外壁上设有导轮,该导轮与滚动驱动装置连接。
所述反应釜的内壁为但不限于表面平整的内壁,或者具有突起块的内壁,或者设有挡片的内壁,或者是螺纹内壁。
所述反应釜为但不限于圆柱形体、椭圆柱形体或长方形体。
所述晶种模板固定设在反应釜内,并且该晶种模板与该反应釜同步运动,或者不跟随反应釜同步运动,或者与反应釜同向或反向独立运动。
所述晶种模板至少设置一个。
本发明具有以下有益效果:
1. 反应釜滚动带动内部溶液进行翻滚,翻滚具有搅拌效果,可以充分搅拌反应物;
2. 滚动带动溶液翻滚,使气液界面较高浓度的N进入溶液内部,充分参与反应,有利于提高晶体质量;
3. 有效抑制多晶,提高原材料利用率。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图;
附图2为本发明实施例一反应釜的示意图;
附图3为本发明实施例一反应釜的侧面示意图;
附图4为本发明实施例一反应釜内部溶液及晶种模板示意图;
附图5为本发明实施例一反应釜的滚动及内部溶液的滚动示意图;
附图6为本发明实施例二反应釜的滚动及内部溶液的滚动示意图;
附图7为本发明实施例三反应釜的滚动及内部溶液的滚动示意图;
附图8为本发明实施例四反应釜内部溶液及晶种模板示意图;
附图9为本发明实施例五反应釜内部结构示意图。
附图标注说明:
10:实施例一反应釜;11:滚动轴;12:反应物溶液;13:晶种模板;14:反应釜滚动方向;15:反应釜内部氮气;60:滚动驱动装置。
10:实施例二反应釜;22:反应物溶液;23:晶种模板;24:反应釜滚动方向;25:反应釜内部氮气;26:滚动装置;27:滚动装置方向;28:传动带。
10:实施例三反应釜;32:反应物溶液;33:晶种模板;34:反应釜滚动方向;35:反应釜内部氮气;36:滚动导轮;37:导轮滚动方向
10:实施例四反应釜;42:反应物溶液;43:晶种模板;45:反应釜内部氮气;46:晶种模板转动方向。
10:实施例五反应釜;52:反应物溶液;53:晶种模板;55:反应釜内部氮气;56:实施例五反应釜内壁挡片。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。
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