一种用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构制造技术

本技术提供了一种用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于异形籽晶结构由三部分组成，包括籽晶头部、籽晶肩部和籽晶尾部，其中籽晶头部为条形，籽晶肩部为方形、圆弧形或三角形中的一种，籽晶尾部为方形或者齿形。本技术通过籽晶结构的创新，通过齿形和方形籽晶尾部促成导模法生长过程中的多点或宽面放肩，有效缩短放肩时间，降低放肩过程缺陷发生的概率，实现Ga<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;晶体质量的提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及宽禁带半导体，具体涉及一种用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构。

技术介绍

1、ga2o3晶体导模法生长过程主要包括填料、抽空、充气、升温、化料、引晶、缩颈、放肩、生长、拉脱和降温等过程。其中，晶体的放肩过程是通过线圈功率的调节控制温度变化实现的，受到功率参数和热场环境的共同影响。在晶体的放肩过程中，高温产生的多级分解的如gao、ga2o和ga等中间产物，极易挥发附着在模具口附近的固液界面处，导致杂晶和裂纹等缺陷的产生，严重影响晶体的生长质量。若温度调控不当，极易产生孪晶或裂纹等缺陷。因此，放肩时间的长短与晶体缺陷发生的概率密切相关，会直接影响最终等径生长的晶体质量。随着ga2o3单晶商业化发展对大尺寸晶体的需求，宽径厚胚晶体生长成为必然趋势，放肩时间会进一步增长，放肩时间长引起的晶体缺陷也必然严重制约产品良率。

技术实现思路

1、针对导模法生长ga2o3晶体过程中因为放肩时间过长引起的孪晶、多晶、裂纹等缺陷问题，本技术拟提供一种异形籽晶结构。通过籽晶结构的创新，促成导模法生长过程中的多点或宽面放肩，降低放肩过程缺陷发生的概率，实现ga2o3晶体质量的提高。

2、为了降低导模法生长过程因放肩时间长引发的缺陷问题，实现ga2o3晶体质量的提高，本技术提供的技术方案为：

3、一种用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于异形籽晶结构由三部分组成，包括籽晶头部、籽晶肩部和籽晶尾部，其中籽晶头部为条形，籽晶肩部为方形、圆弧形或三角形中的一种，籽晶尾部为方形或者齿形。

4、其中，所述的条形籽晶头部长度≥10mm，宽度≥3mm；优选条形籽晶头部长度为20～50mm，宽度为4～6mm。

5、其中，所述的方形、圆弧形或三角形籽晶肩部的长度≥10mm，最宽宽度为20～150mm；优选籽晶肩部的长度为20～50mm。

6、其中，所述的方形籽晶尾部的长度≥2mm，宽度与籽晶肩部最宽处保持一致；优选方形籽晶尾部的长度为5～10mm。

7、其中，齿形籽晶尾部的齿状结构数量为n+2(n≥0)，且等间距排布在籽晶肩部，齿形籽晶长度为5～20mm，宽度≥3mm。优选齿形籽晶长度为10～20mm，宽度为4～6mm。

8、所述的异形籽晶结构，其中籽晶头部、肩部和尾部的厚度保持一致，为1～10mm，优选为3～6mm。籽晶结构整体高度为20～200mm，优选为30～60mm。

9、所述的异形籽晶结构，其中籽晶肩部宽度需要小于导模法铱金模具的长度，籽晶整体厚度小于铱金模具的宽度，以便于单晶生长过程的引晶和放肩生长。

10、所述的异形籽晶结构作为单晶生长的引晶材料，是由形籽晶经引晶、缩颈、放肩和等径生长之后再通过切割和磨抛加工而成，无明显孪晶和裂纹缺陷。

11、有益效果：与现有技术相比，本技术提供了一种异形籽晶结构，创新性地提出异形籽晶的多点或宽面放肩，以此来缩短放肩时间，降低放肩过程中挥发物附着在模具附近的概率，从而减少晶体裂纹和孪晶的产生；此外，放肩时间的缩短也提高了长晶效率。

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【技术保护点】

1.一种用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，异形籽晶结构由三部分组成，包括籽晶头部、籽晶肩部和籽晶尾部，其中籽晶头部为条形，籽晶肩部为方形、圆弧形或三角形中的一种，籽晶尾部为方形或者齿形。

2.根据权利要求1所述的用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，条形籽晶头部长度≥10mm，宽度≥3mm；方形、圆弧形或三角形籽晶肩部的长度≥10mm，最宽宽度为20～150mm；方形籽晶尾部的长度≥2mm，宽度与籽晶肩部最宽处保持一致；齿形籽晶尾部的齿状结构数量为n+2(n≥0)，且等间距排布在籽晶肩部，齿形籽晶长度为5～30mm，宽度≥3mm。

3.根据权利要求1所述的用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，异形籽晶结构三部分的厚度一致，为1～10mm；异形籽晶的整体高度为20～200mm。

4.根据权利要求1所述的用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，异形籽晶的肩部宽度小于导模法铱金模具的长度，异形籽晶的厚度小于铱金模具的宽度。

5.根据权利要求1所述的用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，作为引晶材料的异形籽晶是由条形籽晶经引晶、缩颈、放肩和等径生长之后再通过切割和磨抛加工而成，无明显孪晶和裂纹缺陷。

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【技术特征摘要】

1.一种用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，异形籽晶结构由三部分组成，包括籽晶头部、籽晶肩部和籽晶尾部，其中籽晶头部为条形，籽晶肩部为方形、圆弧形或三角形中的一种，籽晶尾部为方形或者齿形。

2.根据权利要求1所述的用于导模法生长氧化镓单晶的异形籽晶结构，其特征在于，条形籽晶头部长度≥10mm，宽度≥3mm；方形、圆弧形或三角形籽晶肩部的长度≥10mm，最宽宽度为20～150mm；方形籽晶尾部的长度≥2mm，宽度与籽晶肩部最宽处保持一致；齿形籽晶尾部的齿状结构数量为n+2(n≥0)，且等间距排布在籽晶肩部，齿形籽晶长度为5～30mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：李山，赖仲茂，田亚文，唐为华，
申请(专利权)人：苏州镓和半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：