[实用新型]直立多片挤压式液相外延石墨舟

说明书

本实用新型属于半导体光电子技术领域。

液相外延是制作LED芯片的主要手段。目前芯片生长是用衬底水平放置的滑动式石墨舟，如图1所示。衬底水平放置在凹槽中，源液置于液槽中，生长时将源液推至衬底上方，使之相接触。生长完成后，推开源液，停止生长。这种石墨舟每次只能生长一片，产量低。源液氧化膜落在衬底上形成缺陷；操作中容易划伤衬底上的外延层，使芯片的成品率下降。

为克服上述缺点，本实用新型提出一种可一次生长10片以上芯片，排除氧化膜干扰，外延表面不会被划伤的直立多片挤压式外延石墨舟。整个石墨舟用高纯石墨制成，由源液槽、生长室、废液槽和外罩箱组成。

图2是本实用新型的纵剖面图；

图3是图2中生长室1的俯视放大图；

图4是不同形状的衬底夹板的左视图。

下面结合附图对本实用新型的最佳实施例作详细说明。

生长室1是在一石墨板上开出的方孔。源液槽2盛放欲生长的源液3，源液上面放一带斜面的石墨压块4，源液槽的底部是带滤孔的过滤板6，该源液槽置于生长室的石墨板的上方。废液槽8是盛放生长完毕的源液，废液槽的上面有带方孔的盖板7，该废液槽置于生长室的石墨板的下方。源液槽和废液槽可沿生长室的石墨板一起滑动。此三部分均置于石墨外罩箱10中，外罩箱上方装有对压块施压的带有斜面的石墨压板5。

图3所示的生长室两侧各放一片衬底夹板11，薄石墨片12插入夹板的凹槽里，将生长室隔成多个小生长室，每片薄石墨片的两侧各放一片衬底13。更换不同槽距的衬底夹板，可调整二片衬底间的间距（即源液的厚度）。使用不同形状的衬底夹板，可适用于不同形状的衬底。矩形衬底可选用图4（a）所示形状的衬底夹板，图形和半圆形的衬底可选用图4（b）所示形状的衬底夹板。

当外延生长时，按图2箭头所示方向移动源液槽，压块受压板的挤压将源液经过滤板压入生长室，与衬底表面接触，氧化膜则留在源液槽里。生长完成后，再向前移动源液槽，源液经盖板的方孔落入下面的废液槽中，使源液与衬底分离，停止生长。若生长多层外延层时可设多个源液槽与废液槽，重复上述操作就得多层外延层。

本实用新型的优点：

（1）衬底直立放置，缩小了空间，可多片（10片以上）同时生长，提高了产量；

（2）设计了各种衬底夹板，可进行任意形状衬底的外延生长，提高了衬底的使用面积；

（3）采用带过滤板的源液槽，可滤掉源液的氧化膜，改善了外延层表面形貌与结晶质量，外延层厚度均匀，层间界线平直；

（4）藉助挤压装置使源液注进与泄出生长室，消除了外延表面被划伤的弊病，表面平整光亮，成品率高；

（5）该石墨舟适用于多种半导体光电材料的液相生长，如GaAs，GaP，InP，GaAlAs，InGaAsP等，是通用性强的实验室与工业生产型外延用器具。