[实用新型]一种可控悬浮晶体生长反应釜

说明书

本实用新型公开了一种可控悬浮晶体生长反应釜，包括反应釜体、籽晶和设置在该反应釜体内的坩埚，所述坩埚内装载有反应溶液，所述籽晶设于反应溶液内，还包括位于坩埚内的悬浮装置，所述籽晶与所述悬浮装置连接，所述悬浮装置可在反应溶液内上升或下降以调整所述籽晶在反应溶液内的位置，本实用新型通过增加了悬浮装置，通过调节悬浮装置在反应溶液中的位置，籽晶可以随悬浮装置连动而上浮或下沉到反应溶液内任意位置，由此可根据生长过程调整籽晶在反应溶液中的位置，有利于籽晶生长的各方面可控，保证籽晶一直处在最佳的反应溶液环境，进而大大加速晶体材料的生长效率和获得质量较佳的晶体材料。

技术领域

本发明涉及晶体生长技术领域，尤指一种可控悬浮晶体生长反应釜。

背景技术

氮化镓(GaN)作为最重要的Ⅲ族氮化物半导体，属于宽带隙半导体材料(～3.4eV)，在光电子器件等诸多应用领域中，厚膜氮化镓作为同质外延衬底将对器件性能提高起到巨大的推动作用。目前氮化镓晶体厚膜的研制方法，主要是金属有机化学气相沉积法、氢化物气相外延法、分子束外延法以及纳流法等，其中采用纳流法可得到较好的晶体质量和较快的晶体生长速度。现有的纳流法一般将钠等碱金属作为溶剂，可在比较温和的条件下液相生长GaN等氮化物晶体，但在液相生长GaN晶体中，晶体生长质量和速率又将受到晶种模版表面Ga-Na溶液中氮浓度的影响。传统的用于生成晶体的设备为反应釜体，将晶种模板放置在反应釜体内的反应溶液中，晶种模板一般是静止状态，反应釜体内的晶种模版无法在反应溶液内进行调整，不能保证晶种模版一直处在最佳的生长环境，不利于提高晶体生长效率和生长质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种可控悬浮晶体生长反应釜，其可通过悬浮装置带动籽晶移动，以此调整籽晶在反应溶液中的位置，保证籽晶一直处在最佳的生长溶液环境，从而加速晶体材料的生长效率和获得质量较佳的晶体材料。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种可控悬浮晶体生长反应釜，包括反应釜体、籽晶和设置在该反应釜体内的坩埚，所述坩埚内装载有反应溶液，所述籽晶设于反应溶液内，还包括位于坩埚内的悬浮装置，所述籽晶与所述悬浮装置连接，所述悬浮装置可在反应溶液内上升或下降以调整所述籽晶在反应溶液内的位置。

其中，所述悬浮装置设有至少一个中空箱体，所述中空箱体设有用于调节中空箱体浮力的流体进入管和流体排出管，经由流体进入管和流体排出管进入或排出的流体可为液体或气体。

其中，所述籽晶装设在中空箱体底部、外侧壁或中空箱体外表面的任何位置。

其中，所述中空箱体为蓝宝石材质、氮化硼材质或陶瓷材质中的一种。

其中，所述悬浮装置可周期性或非周期性上下运动。

其中，还包括加热装置，加热装置加热坩埚内的反应溶液并使坩埚内形成有至少一个温区，不同温区的反应溶液可产生对流运动。

其中，所述加热装置可设置为电阻加热装置、感应加热装置或射频加热装置中的一种。

其中，所述籽晶为由蓝宝石衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底形成的籽晶。

其中，反应釜体设有用于调整压强的进气管和出气管。

其中，所述反应釜体为圆柱形、棱柱形及其他任何具有空心壳体结构的几何形体。

本发明的有益效果在于：

与现有技术相比，本发明通过增加了悬浮装置，悬浮装置能够在反应溶液中实现上浮或下沉动作，籽晶装设在悬浮装置上，实际应用中，通过调节悬浮装置在反应溶液中的位置，籽晶可以随悬浮装置连动而上浮或下沉到反应溶液内任意位置，由此可根据生长过程调整籽晶在反应溶液中的位置，有利于籽晶生长的各方面可控，保证籽晶一直处在最佳的反应溶液环境，进而大大加速晶体材料的生长效率和获得质量较佳的晶体材料。

附图说明