[发明专利]掺杂碳源以及垂直舟装置

权利要求书

1.一种掺杂碳源(5)，用于在半绝缘砷化镓晶体生长中掺入碳，其特征在于，

掺杂碳源(5)为内径和外径均沿轴向上大下小的母空心锥台(51)；

母空心锥台(51)包括沿轴向能够堆叠的多个子空心锥台(511)，各子空心锥台(511)的内径和外径均形成为沿轴向上大下小，

母空心锥台(51)配置成：在首次使用时，多个子空心锥台(511)沿轴向堆叠在一起使用，在重复使用时可选地去掉沿轴向位于最外端的一个子空心锥台(511)来使用。

2.一种垂直舟装置(100)，用于半绝缘砷化镓晶体生长并掺入碳，其特征在于，

垂直舟装置(100)包括石英管(1)、石英中圈(2)、前段PBN坩埚(3)、后段PBN坩埚(4)以及根据权利要求1所述的掺杂碳源(5)；

石英管(1)包括第一空心锥台段(11)和第一筒段(12)，第一空心锥台段(11)的内径沿轴向上大下小，第一筒段(12)沿轴向连接在第一空心锥台段(11)的上方；

石英中圈(2)用于固定在石英管(1)的第一筒段(12)内，石英中圈(2)包括第二空心锥台段(21)，第二空心锥台段(21)的内径沿轴向上大下小；

前段PBN坩埚(3)包括第三空心锥台段(31)，第三空心锥台段(31)用于收容砷化镓多晶料(M)，第三空心锥台段(31)的外径沿轴向上大下小，第三空心锥台段(31)用于沿径向间隔开地位于石英管(1)的第一空心锥台段(11)内；

后段PBN坩埚(4)包括第四空心锥台段(41)，第四空心锥台段(41)用于收容砷化镓多晶料(M)，第四空心锥台段(41)的外径沿轴向上大下小，第四空心锥台段(41)用于沿径向间隔开地位于石英中圈(2)的第二空心锥台段(21)内；

掺杂碳源(5)用于沿径向夹在前段PBN坩埚(3)的第三空心锥台段(31)与石英管(1)的第一空心锥台段(11)之间和/或掺杂碳源(5)用于沿径向夹在后段PBN坩埚(4)的第四空心锥台段(41)与石英中圈(2)的第二空心锥台段(21)之间。

3.根据权利要求2所述的垂直舟装置(100)，其特征在于，

石英管(1)还包括第二筒段(13)，第二筒段(13)沿轴向连接在第一空心锥台段(11)的下方，第二筒段(13)的内径小于第一筒段(12)的内径，第二筒段(13)沿轴向的下端封闭；

前段PBN坩埚(3)还包括第三筒段(32)，第三筒段(32)沿轴向连接在第三空心锥台段(31)的下方，第三筒段(32)沿轴向的下端封闭，第三筒段(32)用于收容籽晶(S)，第三筒段(32)用于沿径向间隔开地位于石英管(1)的第二筒段(13)内。

4.根据权利要求2所述的垂直舟装置(100)，其特征在于，

石英中圈(2)还包括第四筒段(22)，第四筒段(22)沿径向位于第二空心锥台段(21)的外侧且沿轴向在上端连接于第二空心锥台段(21)的上端，第四筒段(22)用于沿径向固定在石英管(1)的第一筒段(12)内。

5.根据权利要求2所述的垂直舟装置(100)，其特征在于，

前段PBN坩埚(3)还包括第五筒段(33)，第五筒段(33)沿轴向连接在第三空心锥台段(31)的上方，第五筒段(33)沿轴向的上端敞开，第三筒段(32)用于收容砷化镓多晶料(M)，第三筒段(32)用于沿径向间隔开地位于石英管(1)的第一筒段(12)内。

6.根据权利要求2所述的垂直舟装置(100)，其特征在于，

前段PBN坩埚(3)的第三空心锥台段(31)的内壁面包括上倾斜面(311)、中间过渡面(312)和下倾斜面(313)，下倾斜面(313)沿径向位于上倾斜面(311)的延长面(E)的外侧，中间过渡面(312)将上倾斜面(311)和下倾斜面(313)连接；

当掺杂碳源(5)用于沿径向夹在前段PBN坩埚(3)的第三空心锥台段(31)与石英管(1)的第一空心锥台段(11)之间时，掺杂碳源(5)沿径向夹在前段PBN坩埚(3)的第三空心锥台段(31)的下倾斜面(313)与石英管(1)的第一空心锥台段(11)之间，中间过渡面(312)用于限制掺杂碳源(5)向上的位置。