[发明专利]一种VGF法制备砷化镓晶体的装置及方法

权利要求书

1.一种VGF法制备砷化镓晶体的装置，包括：

VGF炉体，所述VGF炉体内部设有石英管和设置在所述石英管外侧加热器；所述石英管由上下两部分管体组成，其中上部管体的直径大于下部管体的直径；所述上部管体的直径为5.5英寸～6.5英寸，所述下部管体的直径为3.5英寸～4.5英寸；所述石英管为一体结构，所述上部管体和下部管体以平滑过渡的方式实现连接；所述上部管体设有与所述上部管体的直径相匹配的第一PBN坩埚，所述下部管体设有与所述下部管体的直径相匹配的第二PBN坩埚；

贯穿所述VGF炉体底部的支撑体；

与所述支撑体相连的升降平台，所述升降平台设有与所述VGF炉体底部相连的旋转轴。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二PBN坩埚的高度为200mm～300mm；所述第二PBN坩埚与所述第一PBN坩埚直接相连。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述石英管顶部还设有石英帽。

4.一种采用权利要求1～3任一项所述的装置制备砷化镓晶体的方法，包括以下步骤：

a)将砷化镓籽晶置于第二PBN坩埚底部并覆盖氧化硼，将砷化镓多晶料置于第一PBN坩埚中，在抽真空的条件下密封石英管；

b)将步骤a)得到的密封石英管置于VGF炉体中，加热熔融所述砷化镓多晶料，使其全部熔化滴落到第二PBN坩埚内，然后调整温度使所述砷化镓籽晶顶部熔化，同时旋转下降进行晶体生长，退火后得到砷化镓晶体。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤a)还包括：

装料前，将所述第一PBN坩埚和第二PBN坩埚进行烘烤氧化处理；

所述烘烤氧化处理的温度为850℃～950℃。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述砷化镓多晶料的用量为12kg～15kg。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述抽真空的条件为0.08MPa～0.12MPa。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述加热熔融的温度为1200℃～1300℃。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述旋转下降的旋转速度为1r/h～2r/h，下降速度为1mm/h～2mm/h。