[实用新型]一种减少HVPE外延膜缺陷的镓舟结构

说明书

本实用新型公开了一种减少HVPE外延膜缺陷的镓舟结构，包括：壳体；上法兰端，所述上法兰端密封安装于壳体的上端；进气管，所述进气管连通于上法兰端的中央；第一进气口和第二进气口，所述第一进气口和第二进气口关于进气管对称开设于上法兰端上；多层仓，所述多层仓固接于上法兰端底部用于盛放金属镓，所述多层仓的底部具有收缩部，所述进气管底部沿多层仓的轴向向下延伸并与收缩部形成同心的圆柱腔；载台，所述载台位于壳体内的多层仓下方；衬底，所述衬底置于载台上且正对圆柱腔。本实用新型的有益效果是可以有效的减少镓舟腐蚀，提高镓舟的使用寿命，进而减少外延膜缺陷，提高外延膜质量。

技术领域

本实用新型涉及一种镓舟结构，尤其涉及一种减少HVPE外延膜缺陷的镓舟结构。

背景技术

GaN、SiC、金刚石和ZnO等宽禁带半导体材料称为第三代半导体，它们具有击穿电压更大、介电常数更小、饱和电子漂移速率更高、导热性能更好、能隙更宽（Eg≥2.3eV）等优异性能。其中GaN因化学性质更稳定、耐高温、耐腐蚀性的特点，非常适合制作高频、大功率和高密度集成的电子器件。

由于HVPE的镓舟采用石英材质，在高温条件下，H₂会腐蚀石英材质的镓舟，特别是镓舟主体下端石英管腐蚀非常严重，导致生长出来的氮化镓单晶材料产生很多的缺陷。

中国发明专利公开号CN112210828A公开了一种降低HVPE外延膜中Si含量的镓舟结构，该结构为多层结构，外层为石英管，左端密封在HVPE的法兰上，起到支撑的作用；中层为两个热解氮化硼管，分别为第一热解氮化硼管和第二热解氮化硼管，防止腐蚀性气体Cl2和石英管接触，内层是热解氮化硼坩埚，用于盛放液态的金属镓；第一热解氮化硼管套在石英管中；第二热解氮化硼管套在第一热解氮化硼管中；热解氮化硼坩埚放置在第二热解氮化硼管内。该种结构是水平结构卤化物气相外延（HVPE）炉所用的镓舟结构，对垂直结构HVPE炉的参考意义不大。

实用新型内容

本实用新型为了解决HVPE法生长氮化镓过程中产生过多的缺陷的问题，提出了一种新型的镓舟结构，是一种减少外延膜缺陷的镓舟结构。本发明所涉及的镓舟适用于垂直结构的HVPE机台，利用这种镓舟可以大大减少氮化镓的缺陷，提高氮化镓外延膜的质量，从而有利于制作高频、大功率和高密度集成的电子器件，提升器件性能。

本实用新型的技术方案是：一种减少HVPE外延膜缺陷的镓舟结构，包括：壳体；上法兰端，所述上法兰端密封安装于壳体的上端；进气管，所述进气管连通于上法兰端的中央；第一进气口和第二进气口，所述第一进气口和第二进气口关于进气管对称开设于上法兰端上；多层仓，所述多层仓固接于上法兰端底部用于盛放金属镓，所述多层仓的底部具有收缩部，所述进气管底部沿多层仓的轴向向下延伸并与收缩部形成同心的圆柱腔；载台，所述载台位于壳体内的多层仓下方；衬底，所述衬底置于载台上且正对圆柱腔。

上述方案中所述收缩部是可拆卸石英管。

上述方案中所述进气管是石英管。

上述方案中所述壳体是石英罩。

上述方案中所述多层仓具有至少三层，每层开设有通孔。

上述方案的改进是所述壳体内壁下方设有将圆柱腔和载台收纳在内的内衬。

上述方案中所述壳体的底部固接有下法兰。

本实用新型的有益效果是可以有效的减少镓舟腐蚀，提高镓舟的使用寿命，进而减少外延膜缺陷，提高外延膜质量。

附图说明

图1是本实用新型示意图；

图2是图1中壳体示意图；

图中，1、壳体，2、上法兰端，3、进气管，4、第一进气口，5、第二进气口，6、多层仓，7、收缩部，8、载台，9、衬底，10、内衬，11、高温炉。

具体实施方式