[实用新型]红色发光磷化镓液相外延舟

说明书

本实用新型涉及一种半导体材料液相外延的设备，特别涉及一种红色发光磷化镓液相外延舟。

常用的红色发光磷化镓液相外延舟，如德国三特炉(Centrothem)公司提供的红色发光磷化镓液相外延舟，包括腔体，连接板，基片支架，螺钉，操作杆，其中腔体为三个，按I、II、III成一字形排列，由三个相邻的箱体及其盖板构成，装好基片的基片支架置于腔体II内，N型磷化镓外延层在腔体III内生长，P型磷化镓外延层在腔体I内生长，基片支架固定盖板下部，连接板与盖板固定连接，连接板、操作杆由固定螺钉连为一体，电子计算机控制的步进马达驱动操作杆带动盖板作上下运动和水平移动。

N型和P型磷化镓外延层组份分别置于腔体III和腔体I内，加热形成熔体，通过操作杆的运动，将装有基片的基片支架移入腔体III内，生长N型磷化镓外延层，之后再移入腔体I内，生长P型外延层。外延片在同一炉中作退火处理。

该外延舟采用石墨舟，存在以下缺陷：

1.石墨在高温下会与氧起化学反应，由此耗用一部分人为掺入的氧，使磷化镓外延层中氧含量浓度难以提高，同时外延舟容易被腐蚀而损坏。

2.在同一外延舟内长成PN结，难免将N型熔体带入P型熔体中，造成沾污补偿，P型外延层生长掺氧浓度难以控制，难以获得发光亮度好的红色磷化镓外延片。

3.镓熔体不能重复使用，致使成本较高。

本实用新型的目的在于提供一种红色发光磷化镓液相外延舟，本外延舟采用石英舟，三个腔体采用叠式同轴布置，基片支架置于腔体II内，P型外延层生长的熔体组份置于封闭的腔体I内，加热形成熔体后，操作杆作水平移动，该熔体通过腔体I和腔体II间的通道注入腔体II内，分别完成P型磷化镓外延层生长和退火处理，最后通过操作杆将腔体I、II提起，镓熔体经该腔体II底部通道进入腔体III，供重复使用。

实现本实用新型目的采取如下技术措施：

1.为了实现P型含磷化镓的镓熔体组份稳定，免受沾污，能重复使用，腔体I、II、III采取叠式同轴布置，长好N型磷化镓外延层的衬底竖直排列在基片支架上，将该支架置于腔体II内，P型磷化镓外延层生长所需的组份置于腔体I内，加热成熔体。

2.腔体I和腔体II之间设置一个既可封闭又可畅道的通道，该通道的关闭与畅通由操作杆带动腔体I作水平移动来实现；在腔体II与腔体III设有通道，腔体II与腔体III相叠合时，该通道关闭，操作杆提升腔体I和II时，该通道畅通。

3.本外延舟采用石英舟，部件间作相对活动的部分设计有足够的宽度，且采用细磨砂磨平，保证其密封性。

4.为使P型镓熔体回收充分，用金钢砂将腔体内壁打毛，避免镓熔体粘结在壁上；腔体I底部采用边缘向中心倾斜的结构，避免磷化镓熔体滞留在腔体I内。

图1为红色发光磷化镓液相外延舟结构图。

图2为图1的MM剖视图。

图3为本外延舟的俯视图。

以下结合附图说明，详细叙述本实用新型的具体内容。

一种红色发光磷化镓液相外延舟，其结构如图1～图3所示，包括腔体I、II、III，连接板，基片支架，螺钉，操作杆，其中连接板上开有导向槽，连接板及操作杆由螺钉固定连接，其特征是腔体I、连接板41、腔体II、III为叠式同轴布置，腔体I、II、III分别由箱体11、21、31和盖板12、22、32构成，盖板12上设有吊环13，箱体11、连接板41、43、44胶接为一体，腔体I与腔体II之间设有通道A和放气孔A′，装好N型磷化镓衬底的基片支架5置于腔体II内，连接板42与箱体21胶接为一体，箱体21置于箱体31内，其底部设有通道B，由计算机控制的步进马达驱动操作杆G带动腔体I作水平移动和带动腔体I、II作上下运动。箱体11其底部内侧是从边缘向中心倾斜的，以避免P型磷化镓熔体滞留在腔体I底部。

连接板42、43间的螺钉连接为松动连接，在水平方向螺钉61可沿连接板42的导向槽作水平移动，操作杆G通过螺钉61带动腔体I、连接板41作水平移动，从而实现通道A封闭或者畅通。操作杆G向上运动，则将腔体I、II提起，腔体II内的P型镓熔体经通孔B排泄至腔体III内。本外延舟为石英舟，操作杆G采用碳化硅制成。

同现有技术比较，本方案具有如下优点：

1.采用石英舟，抗腐蚀性强，密封性好，使P型镓熔体组份保持稳定。

2.可专用于P型磷化镓外延层生长及其退火处理，使退火在外延设备连续完成；置于基片支架上的是已长成了N型磷化镓外延层的洁净衬底，避免了衬底带来的沾污。