【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶体制造，具体是基于vgf工艺的用于inp晶体生长装置及生长工艺。
技术介绍
1、磷化铟(inp)是由铟和磷组成的二元半导体,磷化铟用于高功率和高频电子设备，因为它相对于更常见的半导体硅和砷化镓具有优异的电子速度,它与铟镓砷起用于制造破纪录的假晶异质结双极晶体管，它还具有直接带隙，使其可用于激光二极管等光电器件，磷化铟衬底是连接5g通讯、车用电子与光通讯的重要材料，用这种材料制作的电子组件具有高速、高频与高功率特性。
2、现有的vgf晶体生长方法长出的晶体，位错密度高且不均匀，易产生孪晶，导致加工出的产品不能满足客户逐渐提高的质量要求，且在制造过程中还发现，一些晶体会出现较大的裂缝，这些裂缝将直接影响到产品的使用性能，且一些晶体生产出来后，其表面还会出现较大的凸起问题，还需要后续修正，严重影响了生产质量。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于vgf工艺的用于inp晶体生长装置及生长工艺，以解决现有技术中提出的的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、该生长装置包括生长架，生长架上设置有生长筒，生长筒内部设置有多个生长腔室，每个生长腔室内分别设置有生长坩埚，每个生长坩埚分别设置有籽晶载盘，生长腔室内设置有多个复合环，每个复合环分别与生长腔室旋转连接，相邻复合环之间嵌合旋转连接，生长筒上旋转连接有保温盖，生长坩埚底端设置有测温模组，生长筒内设置有控压模组与控温组件，测温模组通过导线与控温组件电性连接，生长
4、生长筒内设置有传动杆，传动杆上固定连接有多个摩擦轮，传动杆与生长筒旋转连接，摩擦轮数量与复合环的数量一致，摩擦轮的位置与复合环的位置对应，生长筒底端设置有加工腔室，加工腔室内设置有加工电机，传动杆穿过加工腔室并与加工腔室滑动连接，传动杆底端设置有锥齿牙，加工电机输出端与传动杆上的齿牙啮合，在生长的过程中，加工电机带动传动杆进行旋转，传动杆上的摩擦轮将会带动不同阶层的复合环进行旋转，避免晶体延展过多，同时也可以带动气流流动，可避免晶体在生长过程中出现粘连的问题，提高产品的成型平滑度，同时也可避免脱料时出现较多的失误，且在传动过程中，还可以使得温度更加均衡的传递到inp晶体内，生长效果更好，速率也更加均匀。
5、每个复合环的内径相同，复合环的外径从上至下逐一增大，复合环上设置有嵌合槽，每个复合环内的嵌合槽内分别设置有润滑滚柱，相邻复合环分别嵌入对应的嵌合槽，摩擦轮的外径从上至下逐一递减，摩擦轮与对应的复合环滑动接触，生长腔室内设置有隔温环，在这样的结构设置下，每一层的复合环旋转速度速度逐渐发生变化，从而满足不同高度的生长需求，底层的生长速度较慢，且在生长过程中，同时底层在生长过程中需要足够稳定，否则将会出现晶体断裂的问题，同时底层的原料较多，为避免对原料的稳定性产生影响，低速的转动可以更好的保护生长原料，而隔温环可以充分增加传热速率，也避免外界温度变化对生长产生影响。
6、控温模组包括多个传温柱与多个传导电阻，每个传导电阻分别设置在对应的传温柱内，每个传温柱分别嵌入在生长腔室内，加工腔室内设置控温箱，每个传导电阻分别通过导线与控温箱电性连接，生长腔室内设置有间断式加热环，间断式加热环上设置有多个阶梯传热轮，摩擦轮分别与对应的阶梯传热轮滑动接触，生长过程中，传导电阻将会检测到生长腔室内的温度，并与测温模组进行配合，检测出多个位置的温度变化，同时通过控温箱来调控每个阶段处的间断式加热环，可以避免温度变化不均匀导致的孪晶的出现，减小孪晶对晶体生长的影响，同时摩擦轮也可以加快热量的传递，使得热量变化更加及时。
7、震动模组包括震动膜片与震动环，震动环设置在生长腔室内，震动膜片设置在震动环上，震动环设置在复合环的上方，保温盖上设置有震动盒，震动盒上滑动连接有震动架，震动架与复合环滑动接触，震动环与生长腔室通过支撑弹片连接，震动盒上设置有震动凸柱，震动模组控制复合环内气流的变化，在高压情况下，不同的波动都会带来很强的压强变化，利用震动盒，带动震动膜片进行颤动，可以充分使得复合环内的气流产生波动变化，可以充分对晶体表面进行挤压，可以减少晶体表面凸起的问题，同时也可控制晶体生长密度，增强生长效果。
8、震动盒内设置有震动电机，震动电机输出端上设置有激振凸轮，保温盖上设置有滑动螺纹与密封塞，保温盖与生长腔室上的螺纹啮合，震动盒内设置有滑动片，滑动片与震动盒内壁滑动连接，震动盒内设置有复位弹簧，复位弹簧两端分别抵住滑动片、震动盒内壁，震动架与滑动片固定连接，震动电机带动激振凸轮旋转的同时，激振凸轮将会对滑动片进行挤压，滑动片会配合激振凸轮进行滑动，并带动震动架进行滑动，对震动环进行挤压，配合震动凸柱，可以使得震动膜片，产生形变冲击，可以充分使得气流产生较强的流速，从而实现与晶体生长面的挤压，并与复合环的旋转相匹配，使得生长效果增强。
9、生长腔室内设置有排气口与进气口，每个排气口、进气口上分别设置有电动阀，每个电动阀分别与控压模组电性连接，排气口、进气口内分别设置有测压传感器，每个测压传感器分别通过导线与控压模组电性连接，控温箱通过导线与控压模组电性连接，在生长时，生长腔室内的压强控制至关重要，通过测压传感器检测到各个位置的压强变化，利用控压模组，控制生长腔室内的压强，并通过电动阀控制进出气体的量，同时为了避免温度变化带来的测量不及时问题，可采用温控箱内的联动，来进行调控生长腔室内的压强变化。
10、生长筒上设置有检测排，检测排内设置有红外检测板与红外接收板，检测排上设置有显影屏幕，显影屏幕通过导线与红外接收板电性连接，在生长过程中，人力观察所带来的误差通常较大，利用晶体内的温度与外环的温度差，红外检测板发射红外光，可以判别出晶体的温度差，而红外接收板将会把检测结果传递到显影屏幕上，观测起来更加直观。
11、基于vgf工艺的用于inp晶体生长工艺，该生长工艺包括：
12、s1.准备原材料，将籽晶原料送入生长籽晶载盘内；
13、s2.将磷化铟多晶料、掺杂剂等装入生长坩埚内；
14、s3.控压模组控制加工区域内的压强，冲入高压氮气；
15、s4.间断式加热环产生不同的温度，实现阶梯式温控，控制生长腔室内的温度；...
【技术保护点】
1.基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：该生长装置包括生长架（1），所述生长架（1）上设置有生长筒（2），所述生长筒（2）内部设置有多个生长腔室（3），每个所述生长腔室（3）内分别设置有生长坩埚（4），每个所述生长坩埚（4）分别设置有籽晶载盘（5），所述生长腔室（3）内设置有多个复合环（6），每个所述复合环（6）分别与生长腔室（3）旋转连接，相邻复合环（6）之间嵌合旋转连接，所述生长筒（2）上旋转连接有保温盖（7），所述生长坩埚（4）底端设置有测温模组（8），所述生长筒（2）内设置有控压模组（12）与控温组件（9），所述测温模组（8）通过导线与控温组件（9）电性连接，所述生长腔室（3）内设置有震动模组（10），所述生长筒（2）内设置有脱料液压杆（11），所述脱料液压杆（11）输出端与生长坩埚（4）连接。
2.根据权利要求1所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：所述生长筒（2）内设置有传动杆（201），所述传动杆（201）上固定连接有多个摩擦轮（202），传动杆（201）与生长筒（2）旋转连接，所述摩擦轮（202）数量与复合环（6）的
3.根据权利要求2所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：每个所述复合环（6）的内径相同，复合环（6）的外径从上至下逐一增大，所述复合环（6）上设置有嵌合槽（205），每个所述复合环（6）内的嵌合槽（205）内分别设置有润滑滚柱（206），相邻所述复合环（6）分别嵌入对应的嵌合槽（205），所述摩擦轮（202）的外径从上至下逐一递减，摩擦轮（202）与对应的复合环（6）滑动接触，所述生长腔室（3）内设置有隔温环（207）。
4.根据权利要求3所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：所述控温模组包括多个传温柱（801）与多个传导电阻（802），每个所述传导电阻（802）分别设置在对应的传温柱（801）内，每个所述传温柱（801）分别嵌入在生长腔室（3）内，所述加工腔室（203）内设置控温箱（803），每个所述传导电阻（802）分别通过导线与控温箱（803）电性连接，所述生长腔室（3）内设置有间断式加热环（804），所述间断式加热环（804）上设置有多个阶梯传热轮（805），所述摩擦轮（202）分别与对应的阶梯传热轮（805）滑动接触。
5.根据权利要求1所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：所述震动模组（10）包括震动膜片（1001）与震动环（1002），所述震动环（1002）设置在生长腔室（3）内，所述震动膜片（1001）设置在震动环（1002）上，震动环（1002）设置在复合环（6）的上方，所述保温盖（7）上设置有震动盒（1003），所述震动盒（1003）上滑动连接有震动架（1004），所述震动架（1004）与复合环（6）滑动接触，震动环（1002）与生长腔室（3）通过支撑弹片连接，所述震动盒（1003）上设置有震动凸柱（1005）。
6.根据权利要求5所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：所述震动盒（1003）内设置有震动电机（1006），所述震动电机（1006）输出端上设置有激振凸轮（1007），所述保温盖（7）上设置有滑动螺纹与密封塞，所述保温盖（7）与生长腔室（3）上的螺纹啮合，震动盒（1003）内设置有滑动片（1008），所述滑动片（1008）与震动盒（1003）内壁滑动连接，所述震动盒（1003）内设置有复位弹簧（1009），所述复位弹簧（1009）两端分别抵住滑动片（1008）、震动盒（1003）内壁，所述震动架（1004）与滑动片（1008）固定连接。
7.根据权利要求4所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长装置，其特征在于：所述生长腔室（3）内设置有排气口（301）与进气口（302），每个所述排气口（301）、进气口（302）上分别设置有电动阀（303），每个所述电动阀（303）分别与控压模组（12）电性连接，所述排气口（301）、进气口（302）内分别设置有测压传感器（304），每个所述测压传感器（304）分别通过导线与控压模组（12）电性连接，所述控温箱（803）通过导线与控压模组（12）电性连接。
8.根据权利要求3所述的基于VGF工艺的用于InP晶体生长...
【技术特征摘要】
1.基于vgf工艺的用于inp晶体生长装置，其特征在于：该生长装置包括生长架（1），所述生长架（1）上设置有生长筒（2），所述生长筒（2）内部设置有多个生长腔室（3），每个所述生长腔室（3）内分别设置有生长坩埚（4），每个所述生长坩埚（4）分别设置有籽晶载盘（5），所述生长腔室（3）内设置有多个复合环（6），每个所述复合环（6）分别与生长腔室（3）旋转连接，相邻复合环（6）之间嵌合旋转连接，所述生长筒（2）上旋转连接有保温盖（7），所述生长坩埚（4）底端设置有测温模组（8），所述生长筒（2）内设置有控压模组（12）与控温组件（9），所述测温模组（8）通过导线与控温组件（9）电性连接，所述生长腔室（3）内设置有震动模组（10），所述生长筒（2）内设置有脱料液压杆（11），所述脱料液压杆（11）输出端与生长坩埚（4）连接。
2.根据权利要求1所述的基于vgf工艺的用于inp晶体生长装置，其特征在于：所述生长筒（2）内设置有传动杆（201），所述传动杆（201）上固定连接有多个摩擦轮（202），传动杆（201）与生长筒（2）旋转连接，所述摩擦轮（202）数量与复合环（6）的数量一致，摩擦轮（202）的位置与复合环（6）的位置对应，所述生长筒（2）底端设置有加工腔室（203），所述加工腔室（203）内设置有加工电机（204），所述传动杆（201）穿过加工腔室（203）并与加工腔室（203）滑动连接，传动杆（201）底端设置有锥齿牙，所述加工电机（204）输出端与传动杆（201）上的齿牙啮合。
3.根据权利要求2所述的基于vgf工艺的用于inp晶体生长装置，其特征在于：每个所述复合环（6）的内径相同，复合环（6）的外径从上至下逐一增大，所述复合环（6）上设置有嵌合槽（205），每个所述复合环（6）内的嵌合槽（205）内分别设置有润滑滚柱（206），相邻所述复合环（6）分别嵌入对应的嵌合槽（205），所述摩擦轮（202）的外径从上至下逐一递减，摩擦轮（202）与对应的复合环（6）滑动接触，所述生长腔室（3）内设置有隔温环（207）。
4.根据权利要求3所述的基于vgf工艺的用于inp晶体生长装置，其特征在于：所述控温模组包括多个传温柱（801）与多个传导电阻（802），每个所述传导电阻（802）分别设置在对应的传温柱（801）内，每个所述传温柱（801）分别嵌入在生长腔室（3）内，所述加工腔室（203）内设置控温箱（803），每个所述传导电阻（802）分别通过导线与控温箱（803）电性连接，所述生长腔...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖燕青，肖迪，姜健，吕可慧，时贝玲，
申请(专利权)人：青岛嘉星晶电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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