[实用新型]一种多晶合成炉

说明书

本实用新型提供了一种多晶合成炉。该多晶合成炉包括炉体和炉膛，所述炉膛分为高温加热区和低温加热区，还包括在炉膛内的碳化硅炉管以及所述碳化硅炉管内的晶体生长管；所述晶体生长管在低温加热区设置有一种多晶原料放置区；并且所述晶体生长管在高温加热区设置有另一种多晶原料放置区。本实用新型中，多晶合成炉的炉膛内分为高温加热区和低温加热区，且炉膛内设有碳化硅炉管，结构简单、易操作，且能够保证多晶的纯度，得到的砷化镓多晶杂质含量少、镓砷比接近1:1，可控性强且成本低，解决了现有技术中水平梯度凝固法用多晶合成炉结构复杂、不易操作、可控性差且成本高等技术问题。

技术领域

本实用新型涉及半导体制备技术领域，具体涉及一种多晶合成炉。

背景技术

砷化镓多晶的主要用途有两种：一、作为制备砷化镓单晶的原料；二、作为液相外延(LPE)工艺中制备外延片的原料，外延片用于制备红外LED和普通红光LED。这两种用途都要求制备得到的多晶中杂质含量少，镓砷比接近1：1。

目前，砷化镓多晶合成技术主要有高压法合成多晶、水平布里奇曼(HB)法和水平梯度凝固法三种。高压法合成多晶需要在高压炉中进行，将化合物盛于石英坩埚中，上面覆盖氧化硼溶体密封，然后再充以一定压力的惰性气体来抑制化合物的离解，但是由于氧化硼易吸水，在高温下对石英坩埚有轻微的腐蚀，能造成一定的Si污染。而且高压炉内压力过高，压力越高砷含量越高，导致生长的多晶内的镓砷比出现偏差，多晶质量较差。HB法合成的多晶质量较好，但HB法多晶炉的制造成本较高，需要行车系统，不利于推广。

水平梯度凝固法是广泛被采用的方法，但传统的水平梯度凝固法采用三温区合成炉，即合成炉内存在高温区、中温区和低温区，高温区放置镓，低温区放置砷，中温区的主要作用是通过控制中温区的温度抑制石英舟中的硅扩散到多晶中。然而，由于中温区的存在增加了工艺的复杂性，不易操作，加之合成炉结构复杂，可控性差，如果中温区温度控制不好，会造成多晶中的硅污染增加。

综上，开发一种合成装置结构简单、易操作、可控性强且成本低的水平梯度凝固法用多晶合成炉是十分必要的。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种多晶合成炉，该多晶合成炉内设有高温加热区和低温加热区两个温区，其结构简单、易操作，且碳化硅材质的炉管能够保证多晶的纯度，采用该多晶合成炉制备得到的砷化镓多晶杂质含量少、镓砷比接近1:1，可控性强且成本低，以解决现有技术中水平梯度凝固法用多晶合成炉结构复杂、不易操作、可控性差且成本高的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种多晶合成炉。

该多晶合成炉包括炉体和炉膛，所述炉膛分为高温加热区和低温加热区，还包括在炉膛内的碳化硅炉管以及所述碳化硅炉管内的晶体生长管；所述晶体生长管在低温加热区设置有一种多晶原料放置区；并且所述晶体生长管在高温加热区设置有另一种多晶原料放置区。

进一步的，所述高温加热区与所述低温加热区位于同一高度，且保持水平。

进一步的，所述碳化硅炉管与所述炉膛为同轴心设置，且所述碳化硅炉管两端开口。

进一步的，所述炉膛内设置有加热体。

进一步的，所述高温加热区包括第一高温区、第二高温区和第三高温区，所述第一高温区、第二高温区和第三高温区三者独立设置。

进一步的，所述晶体生长管在另一种多晶原料放置区内设置有石英舟，且所述另一种多晶原料放置在所述石英舟内。

进一步的，所述碳化硅炉管上设置有观察窗口，且对应的炉膛上设置有观察孔；

进一步的，所述窗口为所述碳化硅炉管开设一开口并在表面覆盖石英片，且所述观察窗口位于所述石英舟远离所述低温加热区一侧的正上方。

进一步的，所述的一种多晶原料为砷，另一种多晶原料为镓，所述多晶为砷化镓。