[发明专利]一种多片式氮化物单晶体材料生长装置及方法

权利要求书

1.一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：为单腔室多片式氮化物单晶体材料生长装置，包括单腔室反应室（3）和搅拌装置，所述搅拌装置置于该单腔室反应室（3）中，所述单腔室反应室（3）中还包括原材料生长溶液（2）、从液面通入到单腔室反应室（3）中的氮气（4）和用于氮化物单晶体材料生长的衬底。

2.根据权利要求1所述的一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：所述衬底是蓝宝石衬底、碳化硅衬底或者硅衬底，或是衬底上沉积氮化物薄膜的复合衬底，或是氮化物自支撑衬底；所述衬底是水平放置或者是垂直放置；所述衬底至少设有一片。

3.根据权利要求1所述的一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌器（1）、转轴（11）与电机（6），所述转轴（11）的两端分别与搅拌器（1）和电机（6）相连；所述搅拌器（1）包括侧面通孔（12）、实心区（13）和下底面通孔（14）；所述侧面通孔（12）至少有三个，或是一圈排列，或是多圈排列；所述侧面通孔（12）与下底面通孔（14）连通，下底面通孔（14）至少有一个。

4.一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：为多腔室多片式氮化物单晶体材料生长装置，包括预生长反应室（31）和晶体生长室（32）以及所述搅拌装置，所述搅拌装置设于该预生长反应室（31）中，原材料溶液（21）置于所述预生长反应室（31）中，氮气（4）通过管道输运到所述预生长反应室（31）中，衬底置于所述晶体生长反应室（32）内，氮气（42）通过管道输运到所述预生长反应室（32）中，所述原材料溶液（21）通过阀门（81）与管道（91）注入到所述晶体生长反应室（32）内并形成晶体生长所需要的生长溶液（22），而所述晶体生长反应室（32）内的生长溶液（22）通过阀门（82）与管道（92）回流到所述预生长反应室（31），通过驱动液体流动的动力装置调控溶液的循环。

5.根据权利要求4所述的一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：所述多腔室多片式氮化物单晶体材料生长装置至少包括一个预生长反应室（31）与一个晶体生长反应室（32），所述预生长反应室（31）与晶体生长反应室（32）之间至少两条连接通道，且其中一条通道配备驱动液体流动的所述动力装置。

6.根据权利要求4所述的一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：所述衬底是蓝宝石衬底、碳化硅衬底或者硅衬底，或是衬底上沉积氮化物薄膜的复合衬底，或是氮化物自支撑衬底；所述衬底是水平放置或者是垂直放置；所述衬底至少设有一片。

7.根据权利要求4所述的一种多片式氮化物单晶体材料生长装置，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌器（1）、转轴（11）与电机（6），所述转轴（11）的两端分别与搅拌器（1）和电机（6）相连；所述搅拌器（1）包括侧面通孔（12）、实心区（13）和下底面通孔（14）；所述侧面通孔（12）至少有三个，或是一圈排列，或是多圈排列；所述侧面通孔（12）与下底面通孔（14）连通，下底面通孔（14）至少有一个。

8.一种根据权利要求1至3任意之一所述的多片式氮化物单晶体材料生长装置的多片式氮化物单晶体材料生长方法，其特征在于：包括以下步骤：

A．设置一个搅拌装置，搅拌装置中的搅拌器（1）浸没在原材料生长溶液（2）中，衬底置于单腔室反应室（3）的底部或四周，氮气（4）通入到单腔室反应室（3）中在原材料生长溶液（2）的表面解离吸附溶解而形成含N溶液；

B．搅拌器（1）在电机（6）的驱动下以转轴（11）为对称轴旋转，处于搅拌器（1）下面的生长溶液在负压的作用下通过下底面通孔（14）被吸收到搅拌器（1）内，然后在搅拌器（1）内被旋转加速，最后在离心力作用下通过侧面通孔（12）离开搅拌器，回到单腔室反应室（3）中；

C．当含N溶液中N的溶解浓度达到生长所需阈值时开始在衬底上生长晶体。