[发明专利]半导体晶体的生长装置及方法

权利要求书

1.一种半导体晶体的生长装置，其特征在于：该装置包括一炉体，炉体包括一支撑平台、垂直固定于支撑平台上的一支撑杆、一加热室，加热室形成封闭的一圆柱形空腔，支撑杆上开设一架设孔，该装置还包括位于空腔内的一环形加热器、一石英管、一籽晶、一碳帽、一第一PBN坩埚、一第二PBN坩埚以及一石英帽，石英管架设于支撑杆上；石英管包括一石英嘴以及沿石英嘴向上延伸的一石英筒，石英筒包括第一段、第二段以及连接第一段和第二段的过渡段，第一段、第二段呈直筒状且第一段和第二段的中心轴线为同一竖直线，过渡段为弧形状，第二段的直筒半径大于第一段的直筒半径；

所述碳帽垫设于过渡段和第二PBN坩埚的锥部之间；

所述石英帽焊接于第二PBN坩埚上端使得第二PBN坩埚封闭。

2.根据权利要求1所述的半导体晶体的生长装置，其特征在于：所述第一PBN坩埚内置于第一段内，第二PBN坩埚内置于第二段内，且第二PBN坩埚的锥部卡设于过渡段并向下凸伸入第一PBN坩埚上端。

3.根据权利要求1所述的半导体晶体的生长装置，其特征在于：所述石英嘴插入架设孔内并与架设孔贴合，所述第一PBN坩埚的锥部连接籽晶，所述籽晶悬空位于石英嘴内。

4.根据权利要求3所述的半导体晶体的生长装置，其特征在于：所述第一PBN坩埚、第二PBN坩埚、石英帽均位于石英管内且第一PBN坩埚、第二PBN坩埚、石英帽自下而上依次连接。

5.一种半导体晶体的生长方法，采用权利要求4所述的半导体晶体的生长装置，其特征在于：

S1、将籽晶固定于第一PBN坩埚的锥部，将氧化硼固体放入第一PBN坩埚内；

S2、将第一PBN坩埚放入石英筒的第一段内；将碳帽套设于第二PBN坩埚的锥部，然后卡设于石英筒的过渡段内；

S3、将GaAs多晶料放入第二PBN坩埚内，将第二PBN坩埚放入石英筒的第二段内，将石英帽盖合于第二PBN坩埚上端，抽真空后，用氢氧焰焊接石英帽和第二PBN坩埚；

S4、将焊接后的第二PBN坩埚放入石英筒的第二段内，开启加热器，GaAs多晶料熔化，在重力的作用下，液态的GaAs多晶料从第二PBN坩埚流入第一PBN坩埚内，在籽晶的引导并进行单晶生长，同时碳帽在高温下逸出C，进行气氛C掺杂，在一定生长温度下生长一定时间后生长为GaAs单晶。

6.根据权利要求5所述的半导体晶体的生长方法，其特征在于：还包括S5、将第一PBN坩埚放入甲醇内浸泡，将GaAs单晶从第一PBN坩埚剥离。

7.根据权利要求5所述的半导体晶体的生长方法，其特征在于：所述S4中，其生长温度为1230℃-1250℃。

8.根据权利要求5所述的半导体晶体的生长方法，其特征在于：所述S4中，其生长的时间为110小时-130小时。