一种导模法生长β-Ga制造技术

本实用新型专利技术公开了一种导模法生长β‑Ga

【技术实现步骤摘要】
一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置
本技术涉及晶体生长装置，尤其涉及一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置。
技术介绍
β-Ga2O3晶体作为第四代超宽禁带半导体材料，禁带宽度可达4.7eV，具有禁带宽度更大，击穿场强更高，吸收截止边更短，成本较低等优点，极有潜力成为下一代商用半导体材料。Ga2O3有5个相，由于高温下其他晶相均会转变为β相，且β-Ga2O3晶体结构性质稳定，为一致熔融化合物。目前人工生长晶体主要采用提拉法，可以较快速的获得优质大单晶，提拉法的“回熔”，“缩颈”工艺对降低晶体位错密度，减少镶嵌结构，提高晶体质量具有显著的效果，但是当组分中存在易挥发物质时，会对单晶炉，籽晶等造成污染。采用导模法晶体生长技术生长β-Ga2O3晶体，可以很好地解决这一问题。同时直接长出多片晶体，减少了许多工序，有效节省了人工和原料成本。
技术实现思路
本技术的目的是根据上述现有技术的不足之处，本技术实现了一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置，其特征在于，包括坩埚、盖板、焊接片、模具组件；在所述坩埚的上方设置相对放置的所述盖板；在所述的盖板中间设置所述的模具组件；在所述的模具组件的两侧与所述的焊接片的一端焊接，所述的焊接片的一端搭接放在坩埚上；所述的盖板与所述的模具组件和所述的焊接片之间无缝隙。进一步，所述的模具组件包括模具片、中间模具片；在所述的模具片之间设置若干的中间模具片；模具片与中间模具片相对放置，之间设置一中间缝隙。进一步，所述的中间缝隙的宽度为0.2-0.6mm。进一步，所述模具片的竖直边相邻处设置第一倾斜边；在所述的中间模具片顶端两侧各设置第二倾斜边；第一倾斜边与第二倾斜边之间形成一凹槽。进一步，所述的第一倾斜边的角度为0°-75°；所述的第二倾斜边的角度为0°-75°；所述的凹槽的角度为0°-150°。进一步，所述的中间模具片与所述的模具片的侧边上进行两两焊接，焊接缝的宽度为4-60mm。进一步，所述的中间模具片的数量为1-15块。进一步，在所述的模具组件的下方设置若干个纵向的通道，通道呈方形，通道的高为10mm-150mm；长30mm-200mm。进一步，所述的模具组件、盖板、焊接片及坩埚的材料均为铱。进一步，坩埚内径为Φ80mm，外高度为40mm，厚度为2mm。本技术的技术效果在于，利用上述的导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置生长出来的β-Ga2O3晶体，直接长出片状晶体，减少了许多工序，有效节省了人工和原料成本，同时，在坩埚上设置锅盖的结构，解决了β-Ga2O3晶体的组分中存在易挥发物质，会对单晶炉，籽晶等造成污染的技术问题。附图说明图1是本技术的立体示意图。图2是本技术的主视方向示意图图3是本技术的模具组件的立体示意图。图4是本技术的模具组件和焊接片的立体示意图。图5是本技术的模具组件和焊接片主视方向示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。结合附图1、附图2、附图3、附图5所示，在本实施例中，公开了一种2片模具片和1片中间模具片的结构，包括坩埚3、盖板1、焊接片2、模具组件10；在坩埚3的上方设置相对放置的盖板1；在盖板1的中间设置模具组件10；在模具组件10的两侧与焊接片2的一端焊接，焊接片2的一端搭接放在坩埚3上；盖板1与模具组件10和焊接片2之间无缝隙；利用上述的导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置生长出来的β-Ga2O3晶体，直接长出片状晶体，减少了许多工序，有效节省了人工和原料成本，同时，在坩埚上设置锅盖的结构，解决了β-Ga2O3晶体的组分中存在易挥发物质，会对单晶炉，籽晶等造成污染的技术问题。结合附图1、附图3所示，模具组件10包括模具片4、中间模具片5；在本实施例中设置了一块中间模具片5，在实际的应用中，在模具片4之间可以设置若干的中间模具片5；从实验的结果来看，当中间模具片5的片数在1-15块时，其生长出来的β-Ga2O3晶体的质量较高，在本实施例中模具片4与中间模具片5相对放置，之间设置一中间缝隙6，中间缝隙6的的宽度为0.2-0.6mm。结合附图3所示，在模具片4的竖直边7相邻处设置第一倾斜边8；在中心模具片5顶端两侧各设置第二倾斜边9；第一倾斜边8与第二倾斜边9之间形成一凹槽11；第一倾斜边8的角度为0°-75°；第二倾斜边9的角度为0°-75°；凹槽11的角度为0°-150°；最有利于β-Ga2O3晶体的生长，而且晶体部成分均匀，头尾闪烁性能差异较小，晶体易长大；再结合附图4所示，中心模具片5与模具片4的侧边上进行两两焊接，焊接缝12为4mm。在模具组件10的下方设置若干个纵向的通道13，通道13呈方形，通道13的高为40mm；长50mm。在本实施例中，坩埚3的内径为Φ80mm，外高为40mm，厚度2mm。模具组件10、盖板1、焊接片2及坩埚3的材料均为铱，这种材料能够耐受温度达到或者超过2100℃。本实施例中的生长装置利用缝隙间的毛细现象，坩埚1中的Ga2O3(氧化镓)原料加热融化后，可从模具底部缓慢上升到模具表面，在模具上表面上放置籽晶，即可实现Ga2O3单晶的导模法生长。在本实施例中，模具上表面采用倾斜式的凹槽12设计，使得熔融液面流动汇聚平缓温和，有利于晶体的生长。Ga2O3材料在高温下易挥发，盖板1及焊接片2有效减少了挥发带来的污染。作为本技术优选的实施例，对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术，也是本技术的保护范围。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导模法生长β-Ga

【技术特征摘要】
1.一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置，其特征在于，包括坩埚、盖板、焊接片、模具组件；在所述坩埚的上方设置相对放置的所述盖板；在所述的盖板中间设置所述的模具组件；在所述的模具组件的两侧与所述的焊接片的一端焊接，所述的焊接片的一端搭接放在坩埚上；所述的盖板与所述的模具组件和所述的焊接片之间无缝隙；所述的模具组件包括模具片、中间模具片；在所述的模具片之间设置若干的中间模具片；模具片与中间模具片相对放置，之间设置一中间缝隙。


2.如权利要求1所述的一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置，其特征在于，所述的中间缝隙的宽度为0.2-0.6mm。


3.如权利要求1所述的一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置，其特征在于，所述模具片的竖直边相邻处设置第一倾斜边；在所述的中间模具片顶端两侧各设置第二倾斜边；第一倾斜边与第二倾斜边之间形成一凹槽。


4.如权利要求3所述的一种导模法生长β-Ga2O3晶体的生长装置，其特征在于，所述的第一倾斜边的角度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：武志龙，丁言国，叶崇志，
申请(专利权)人：上海新漫晶体材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31