[实用新型]一种实现化合物半导体材料退火的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种实现化合物半导体材料退火的设备，属于化合物半导体材料热处理工艺技术领域。

技术背景

化合物半导体由于具有特殊的光电转换特性，在LED、LD、太阳能电池（SC）、光探测器等领域具有举足轻重的作用，使其成为新材料领域的研究热点。

然而化合物半导体材料其特殊的生长过程，由于热力学平衡引起的成分偏析、杂质与掺杂、以及沉淀相。其使用性能对其结构完整性十分敏感，大尺寸、低缺陷密度材料是保证最终应用性能的关键。对化合物半导体材料进行退火，可以有效的消除或减少沉淀及夹杂相，改善材料的性能。

发明内容

本实用新型目的是提供一种实现化合物半导体材料退火的设备。以便根据晶体厚度，设定梯度温场的长度，从而快速、有效的改善半导体材料的均匀性。

本实用新型目的是这样实现的，一种实现化合物半导体材料退火的设备，其特征是：至少包括：石英炉膛、梯度温度加热器、坩埚、坩埚移动机构，坩埚移动机构固定坩埚，坩埚移动机构在石英炉膛内活动固定，使坩埚在石英炉膛左右移动；石英炉膛有梯度温度加热器。

所述的梯度温度加热器是一组。

所述的梯度温度加热器是两端密度低中间密度高分布。

所述的梯度温度加热器中心设置为高温场区1100-900℃，两边缘设置为低温场区1095-700℃，温度梯度为5℃/cm。

所述的梯度温度加热器是多组。

本实用新型的优点是：1、通过梯度温场控制沉淀及夹杂相的迁移，受浓度影响小，不存在依靠沉淀及夹杂相浓度扩散的迁移饱和现象。2、沉淀及夹杂相从晶体中心向两边缘迁移，有效的缩短了运行距离，从而缩短退火时间。3、退火设备炉膛内可分布多段梯度温度加热器，实现多块晶体同时退火。

附图说明

图1化合物半导体退火设备剖面图；

图2梯度温场分布图。

图中，1、石英炉膛；2、温度梯度加热器；3、坩埚；4、坩埚移动机构；5、晶体。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种实现化合物半导体材料退火的设备，至少包括：石英炉膛1、梯度温度加热器2、坩埚3、坩埚移动机构4，坩埚移动机构4固定坩埚3，坩埚移动机构4在石英炉膛1内活动固定，使坩埚3在石英炉膛1左右移动；石英炉膛1有梯度温度加热器2。梯度温度加热器2是一组。梯度温度加热器2是两端密度低中间密度高分布。梯度温度加热器中心设置为高温场区1100-900℃，两边缘设置为低温场区1095-700℃，温度梯度为5℃/cm。

将长度为60mm的晶体5连同坩埚3放入石英炉膛1，温度梯度加热器2的中心设置高温区，其温度为900℃；边缘设置低温区其温度为870℃，高温区和低温区之间的温度梯度为5℃/cm；通过调节坩埚移动机构4将晶体中心置于梯度温场的高温区。退火时间120h。待炉体冷却后，取出晶体。

坩埚移动机构4包括底盘401、手柄402、两侧滑道403，手柄402在底盘401移动方向的一端，两侧滑道403在底盘401两侧端。

实施例2

如图1所示，一种实现化合物半导体材料退火的设备，至少包括：石英炉膛1、梯度温度加热器2、坩埚3、坩埚移动机构4，坩埚移动机构4固定坩埚3，坩埚移动机构4在石英炉膛1内活动固定，使坩埚3在石英炉膛1左右移动；石英炉膛1有梯度温度加热器2。梯度温度加热器2是多组。梯度温度加热器2是两端密度低中间密度高分布。

如图2所示，每一组梯度温度加热器中心设置为高温场区1100-900℃，两边缘设置为低温场区1095-700℃，温度梯度为5℃/cm。

将长度为60mm的晶体5连同坩埚3放入石英炉膛1，温度梯度加热器2的中心设置高温区，其温度为900℃；边缘设置低温区其温度为870℃，高温区和低温区之间的温度梯度为5℃/cm；通过调节坩埚移动机构4将晶体中心置于对应的梯度温场的高温区。退火时间120h。待炉体冷却后，取出晶体。

这种退火设备的优点在于1、梯度温场控制沉淀及夹杂相的运动方向（利用热迁移机制），受沉淀及夹杂相浓度的影响较小，不存在依靠浓度扩散机制的迁移饱和现象。2、沉淀及夹杂相从中心向两边缘迁移，相比传统退火设备夹杂相从一端向另一端迁移，有效的缩短了运行距离，从而缩短退火时间。3、退火设备炉膛内可分布多段梯度温场加热器，实现多块晶体同时退火。