[实用新型]一种半导体磷化物注入合成系统

说明书

一种半导体磷化物注入合成系统，属于半导体磷化物的制备技术领域，包括炉体、设置在炉体上方的屏蔽承载箱、设置在屏蔽承载箱内的磷源承载器、设置在磷源承载器下方的注入管以及配套设置在炉体内底部的坩埚，所述磷源承载器包括磷源承载器主体和磷源承载器上盖、设置在磷源承载器主体内底部的发热体基座、设置在发热体基座上的发热体；在保温层和屏蔽承载箱内壁之间设置感应线圈。通过对磷源承载器结构本身进行改进，可提高合成系统受热均匀，提高的稳定性，可使得整个合成系统进行定量合成，降低了磷源承载器爆炸的危险。

技术领域

本实用新型属于半导体磷化物的制备技术领域，具体涉及一种半导体磷化物注入合成系统。

背景技术

半导体磷化物，主要包含磷化铟、磷化镓等半导体材料。磷化铟其器件具有高频、高速、抗辐照、低噪声特点，其工作频率达到3THz、当器件的工作频率大于100GHz时，磷化铟优势明显。InP已成为超高频、超高速器件、光电子器件中的关键半导体材料。随着未来太赫兹、毫米波、光通讯、自动驾驶、物联网、5G/6G技术的发展，InP将会发挥更大的作用，将产生更大的社会效益。由于磷化物在其熔点处具有非常高的饱和蒸汽压，因此制备难度极大。

磷化物的合成方法主要包括水平扩散合成及注入合成。通常水平扩散合成技术简单，但是合成周期长，材料纯度低，难以获得高品质的多晶材料。磷化物注入合成技术是一种非常优异的制备多晶的方法，其具有合成速率快，制备材料纯度高的特点，其缺点是为保证磷的利用率，注入合成速率往往要求很低，因此极易出现磷源承载器爆炸的现象。当合成量变大以后，磷源承载器内的红磷质量增大，难以实现红磷的均匀受热，系统的热响应能力差，并导致系统的温度的控制能力差，因此增加了磷源承载器爆炸的危险。而多晶材料是制备单晶材料的基础，因此迫切需要一种合成纯度高、合成效率和磷的利用率高的注入合成装置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种半导体磷化物注入合成系统，通过对磷源承载器结构本身进行改进，可提高合成系统受热均匀，提高的稳定性，可使得整个合成系统进行定量合成，降低了磷源承载器爆炸的危险。

本实用新型采用的技术方案是：一种半导体磷化物注入合成系统，包括炉体、设置在炉体上方的屏蔽承载箱、设置在屏蔽承载箱内的磷源承载器、设置在磷源承载器下方的注入管以及配套设置在炉体内底部的坩埚，所述屏蔽承载箱借助升降机构在炉体上方空间具有垂直向位移自由度，所述磷源承载器包括磷源承载器主体和磷源承载器上盖、设置在磷源承载器主体内底部的发热体基座、设置在发热体基座上的发热体；在磷源承载器外壁包裹保温层，在保温层和屏蔽承载箱内壁之间设置感应线圈。

进一步地，所述磷源承载器上盖上设置测压系统，所述测压系统包括与磷源承载器上盖焊接的压力平衡管、设置在压力平衡管内的固体氧化硼柱、带有热电偶a的测压密封帽以及设置在压力平衡管外壁的辅助加热器；所述测压密封帽与压力平衡管上端焊接，所述压力平衡管下端设置有与磷源承载器连通的进气孔，在压力平衡管上设置有观察刻度尺，在炉体上端面设置有观察窗a。

进一步地，所述热电偶a的热偶丝与炉体外侧的传感器相连。

进一步地，所述磷源承载器主体底部设置有容纳热电偶b的插入槽；所述热电偶b呈反“L”型，其上端穿过屏蔽承载箱底部且与插入槽配合、左侧穿过炉体炉壁。

进一步地，所述坩埚外壁环绕设置主电阻加热器，在炉体中部设置有与坩埚配合的观察窗b。

采用本实用新型产生的有益效果：通过感应线圈使得磷源承载器中多块发热体来发热，给红磷加热，使其受热均匀并挥发注入到熔体中，同时该磷源承载器上设置测压系统，结合磷的饱和蒸汽压，来测量具有腐蚀性气氛和感应磁场下的合成系统内部的压力及温度，使得整个合成系统可监测、可控；该装置尤其适用于大容量合成，可提高合成系统受热均匀，提高的稳定性，可使得整个合成系统进行定量合成，降低了磷源承载器爆炸的危险。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；