一种防粘改进型氮化镓反应釜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种防粘改进型氮化镓反应釜，属于氮化镓生长设备，其包括釜盖、釜体和衬套，所述釜体内部通过衬套围合形成生长空间，所述釜盖开设充氨通道，并通过充氨通道向生长空间充氨，所述釜体中空的内壁与衬套之间设置有润滑材料；解决的技术问题：由于氮化镓生长高温高压下使用，贴壁式衬套会产生贵金属与合金材料的扩散粘连，造成贵金属衬套后续重复利用、维修或回收时分离困难，增加生产的成本。本。本。

An anti sticking improved gallium nitride reactor

【技术实现步骤摘要】
一种防粘改进型氮化镓反应釜


[0001]本技术涉及氮化镓生长设备，尤其涉及一种防粘改进型氮化镓反应釜。

技术介绍

[0002]氮化镓晶体是一种禁带宽度3.4eV宽带隙第三代半导体材料，它具有高饱和电子漂移速度、高击穿电压的特性，因而具有优异的光电性能、热稳定性和化学稳定性。氮化镓晶体是制作蓝、绿发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的理想材料，在功率器件和电子电力器件的市场需求也有着较大的潜力。
[0003]在氮化镓液相生长方法中，氨热法成为潜在应用广泛的氮化镓晶体产业化技术，因为氨热法类似水晶生长的技术，生长时处于封闭的生长环境，不需要持续通入气体，具有生长成本低，环境友好，晶体质量好等优点。
[0004]氨热法是一种在高温高压(400
‑
700℃,1000
‑
6000个大气压)从过饱和临界氨中培养晶体的方法。这种方法与水热法生长水晶的技术类似:晶体的培养是在高压釜中进行的。高压釜由耐高温高压和耐酸碱的特种钢材制成。
[0005]根据加入矿化剂种类的不同，氨热法分为碱性氨热法(矿化剂为KNH2、NaNH2等)和酸性氨热法(矿化剂为NH4F、NH4Cl、NH4Br等)。不论是酸性矿化剂和碱性矿化剂体系中，为得到低杂质含量的GaN单晶，采用不易被超临界氨腐蚀的高纯贵金属材料(如银、金和铂等)。特别是，由于酸性矿化剂会腐蚀常用的高温合金材料，因此为了保护高压釜，一般都会使用贵金属做衬套。这些衬套根据使用的方法可分为贴壁式和悬浮式。
[0006]贴壁式衬套就是将衬套紧贴在高压釜内壁，中间不留任何空隙；而悬浮式衬套则是与高压釜有一定的间隙，且独立密封，通过在此间隙中通过填充溶剂来达到或接近衬套管压力内外平衡。由于悬浮衬套熔化焊接密封时，产生的高温对于低温液氨的密封十分不利，同时也要满足内外压力平衡，所以本来已经很复杂的液氨填充过程变得更加困难和不可控，该方法非常少用。现在氨热法生长的高压釜采用贴壁式衬套甚至不加衬套。
[0007]但是上述技术方案存在以下问题：由于氮化镓生长高温高压下使用，贴壁式衬套会产生贵金属与合金材料的扩散粘连，造成贵金属衬套后续重复利用、维修或回收时分离困难，增加生产的成本，因此有待改善。

技术实现思路

[0008]为了克服现有技术的不足，本技术提供一种防粘改进型氮化镓反应釜，以解决上述的技术问题。
[0009]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0010]一种防粘改进型氮化镓反应釜，包括釜盖、釜体和衬套，所述釜体内部通过衬套围合形成生长空间，所述釜盖开设充氨通道，并通过充氨通道向生长空间充氨，所述釜体中空的内壁与衬套之间设置有润滑材料。
[0011]作为优选，所述润滑材料选用涂于衬套壁的油脂层、填充至釜体内壁与衬套之间
间隙的粉末层或者喷涂至釜体内壁的防粘涂层。
[0012]作为优选，所述油脂层由碳化硼陶瓷膏、氮化硼高温油膏、高温全合成润滑脂和超高温防粘脂混合形成。
[0013]作为优选，所述粉末层由石墨粉末、MOS2、Sb2O3、CaF2、BN、TaS2、Mo
‑
MoS或Ta
‑
MoS中的一种或多种混合形成。
[0014]作为优选，所述防粘涂层包括依次喷涂的过渡层、梯度层和面层。
[0015]作为优选，所述过渡层组成为95％镍和5％铝，所述梯度层组成为75％镍、4％铝、1％钼、3％银、1％氟化钙、16％三氧化二铝，所述面层组成为19％镍、1％铝、3％钼、6％银、3％氟化钙、8％氟化钡、60％三氧化二铝；
[0016]所述过渡层、梯度层和面层的喷涂厚度依次为50μm、100μm和200μm。
[0017]作为优选，所述过渡层组成为57.4％镍、31％铬、11％铝和0.6％钇，所述梯度层组成为37.6％镍、20％铬、7％铝、0.4％钇、5％银、30％三氧化二铝，所述面层组成为17.8％镍、9％铬、3％铝、0.2％钇、5％钼、10％银、10％氟化钙、8％碳化铬、37％三氧化二铬；
[0018]所述过渡层、梯度层和面层的喷涂厚度依次为40μm、80μm和150μm。
[0019]作为优选，所述过渡层组成为89.5％镍、5％钼和5.5％铝，所述梯度层组成为62.6％镍、3.5％钼、3.9％铝、30％三氧化二铝，所述面层组成为26.9％镍、1.5％钼、1.6％铝、5％银、3.5％钼酸银、6.5％氟化钡、5％碳化钨、50％三氧化二铝；
[0020]所述过渡层、梯度层和面层的喷涂厚度依次为100μm、150μm和280μm。
[0021]作为优选，所述生长空间由带孔隔板分割形成生长区和原料区，分别用于置入晶籽和生长原材料；
[0022]所述釜盖外壁设置上区加热段，用于提高生长区温度；所述釜盖外壁设置下区加热段，用于提高原料区温度。
[0023]本技术的有益效果是：
[0024]1、本技术通过在釜体与衬套接触之处设置润滑材料，使得在高温高压的环境之下，衬套不会与合金材料制成的釜体直接接触，避免釜体与衬套之间的扩散粘连，让衬套能够无损耗地重复利用，降低生产成本；
[0025]2、本技术提供了三种不同形式的润滑材料，分别是涂于衬套壁的油脂层、填充至釜体内壁与衬套之间间隙的粉末层、喷涂至釜体内壁的防粘涂层，这三种润滑材料均能够达到避免釜体与衬套之间的扩散粘连的功能，使用者可根据实际需求选用不同类型的润滑材料；
[0026]3、针对防粘涂层，本技术给出了三种不同的配比方式，均能够混合形成所需的防粘涂层。
附图说明
[0027]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0028]图1为本技术的半剖视图；
[0029]图中各附图标记说明如下：
[0030]1、釜盖；2、釜体；3、衬套；4、充氨通道；5、阀门；6、带孔隔板；7、生长区；8、原料区；9、晶籽；10、生长原材料；11、上区加热段；12、下区加热段；13、润滑材料。
具体实施方式
[0031]以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。
[0032]一种防粘改进型氮化镓反应釜，如图1所示，包括釜盖1、釜体2和衬套3，釜体2内部通过衬套3围合形成生长空间，釜盖1开设充氨通道4，并通过充氨通道4向生长空间充氨，充氨通道4通过阀门5控制启闭。
[0033]生长空间由带孔隔板6分割形成生长区7和原料区8，分别用于置入晶籽9和生长原材料10；釜盖1外壁设置上区加热段11，用于提高生长区7温度；釜盖1外壁设置下区加热段12，用于提高原料区8温度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防粘改进型氮化镓反应釜，包括釜盖(1)、釜体(2)和衬套(3)，所述釜体(2)内部通过衬套(3)围合形成生长空间，所述釜盖(1)开设充氨通道(4)，并通过充氨通道(4)向生长空间充氨，其特征在于，所述釜体(2)中空的内壁与衬套(3)之间设置有润滑材料(13)。2.根据权利要求1所述的防粘改进型氮化镓反应釜，其特征在于，所述润滑材料(13)选用涂于衬套(3)壁的油脂层、填充至釜体(2)内壁与衬套(3)之间间隙的粉末层或者喷涂至釜体(2)内壁的防粘涂层。3.根据权利要求2所述的防粘改进型氮化镓反应釜，其特征在于，所述防粘涂层包括依次喷涂的过渡层、梯度层和面层。4.根据权利要求3所述的防粘改进型氮化镓反应釜，其特征在于，所述过渡层、梯度层和面层的喷涂厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔焜，林岳明，
申请(专利权)人：深圳威镓芯材半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：