[发明专利]一种液相外延法制取薄膜的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液相外延装置，特别涉及一种液相外延法制取薄膜的装置。

背景技术

液相外延法是由溶液中析出固相物质并沉积在衬底上生成单晶薄层的方法。液相外延 由尼尔松于1963年发明，成为化合物半导体单晶薄层的主要生长方法，被广泛的用于电 子器件的生产上。薄层材料和衬底材料相同的称为同质外延，反之称为异质外延。液相外 延可分为倾斜法、垂直法和滑舟法三种，其中倾斜法是在生长开始前，使石英管内的石英 容器向某一方向倾斜，并将溶液和衬底分别放在容器内的两端；垂直法是在生长开始前， 将溶液放在石墨坩锅中，而将衬底放在位于溶液上方的衬底架上；滑舟法是指外延生长过 程在具有多个溶液槽的滑动石墨舟内进行。在外延生长过程中，可以通过四种方法进行溶 液冷却：平衡法、突冷法、过冷法和两相法。

然而，常用的以上方法中，通常存在以下缺陷，一是生长时不均匀，影响产品的品质， 二是每次往往只能对少量的衬底片进行操作，不能满足工业化生产的需要。

发明内容

本发明专利的目的在于克服以上背景技术的缺陷，提供一种液相外延法制取薄膜的装 置，以实现一次载入多片衬底片，制备具有高纯度，高性能的薄膜的目的。除可用于前述 硅片制备外，还可以用于其它材料外延片的制备。

本发明的技术方案如下：

一种液相外延薄膜生长的装置，包括：

一阀室，阀室内装有一升降旋转轴；

一炉室，位于阀室的下方；

一坩埚，位于炉室内；

一用来加热所述坩埚内原料的加热装置；

其特征在于：还包括一上端与升降旋转轴下端连接的石墨花篮，所述的石墨花篮位 于炉体内，可在阀室内及炉室内上下运动。

前述的石墨花篮包括：一位于上端的连接轴，可拆卸地或固定地与升降旋转轴连接； 一上夹板；一下夹板；以及一位于上下夹板之间的连接轴；所述的上夹板下表面及下夹板 的上表面各有一组上下相对应的凹槽，用于固定衬底片。

所述的上夹板上表面所述的上夹板上表面中心厚，周边薄，由轴心沿径向向周边倾斜。

所述的上夹板上表面由轴心向周边倾斜的角度为1～30°。

所述的上夹板的上表面还具有2～6个沿圆周分布的径向棱，径向棱和倾斜的上夹板 上表面配合，加强溶液的搅拌效果。

所述的上夹板或下夹板中，至少有一夹板靠近轴心处沿圆周分布有2～10个孔。

所述的凹槽每组具有10-200个。

所述的凹槽深1-5mm，宽0.5-3mm，长度可根据需要设置。

所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间有一夹角。

所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间的夹角为0°-75°。

所述的硅片夹板中的凹槽与夹板的径向之间的夹角为20°-50°。

由上述描述可知，本发明提供了一种液相外延薄膜生长的装置，多个衬底片可装于花 篮的上下夹板之间，随着花篮上下运动而进入溶剂中或取出，可一次性生产多个外延片； 花篮可随着升降旋转轴旋转，使衬底片周围各处溶液浓度均匀，消除了温场不均匀带来的 生长差异，生长出来的片厚度均匀；凹槽与夹板径向之间具有一夹角，旋转时，旋转时， 形成夹角的衬底片可以控制溶液的流向，使其由上下板围成的空间外周向轴心处的开口流 动，衬底片在溶液的作用力下，会沿凹槽滑动，向轴心处靠拢固定，可以避免衬底片被甩 出。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的A-A剖面示意图；

图3为本发明石墨花篮部分的结构示意图；

具体实施方式

如图1及图2所示，一种液相外延薄膜生长的装置，包括：一阀室9，阀室9的一面 有一门91，用与石墨花篮的进出；阀室9上方为副室2；位于阀室9的下方有一炉室5， 炉室5由一炉盖4封盖；炉室5内有一石墨坩埚9，石墨坩埚用于容纳石英坩埚(图中未 显示)，石英坩埚用于溶解合金溶剂；石墨坩埚外有一石墨加热器8，用于加热石墨坩埚； 石墨加热器8连接电极7。阀室9及副室2内装有一升降旋转轴1，升降旋转轴1下接1 石墨花篮3(见图3)，可将石墨花篮3浸入或提出于石英坩埚。所述的石墨花篮3位于炉 体内，可随升降旋转轴1在阀室9内及炉室5内上下运动。