專利名稱：一種可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種薄膜生長裝置，特別涉及一種可控垂直浸漬液相 外延膜生長裝置。
背景技術(shù)：
液相外延(Liquid Phase Epitoxy， LPE)制備膜是-- 種重要的液相薄 膜生長技術(shù)，與固相成膜技術(shù)不同，LPE薄膜生長時其生長的原料在高溫 熔化，呈熔融狀態(tài)，這樣產(chǎn)生的好處是熔體中原料各組份可以充分混合均 勻，通過選擇合適的襯底，可以獲得高質(zhì)量甚至單晶薄膜。這種方法適用 于生長組成復(fù)雜的固相成膜法難以生長的膜。LPE薄膜生長方法主要有垂直浸漬方法和小舟法。垂直浸漬LPE薄膜生長方法的典型過程為首先在熔體熔點(diǎn)溫度附近 將固定在籽晶桿上的襯底(有時有過渡層)垂直進(jìn)入熔體中，襯底上粘附 一層熔體，將籽晶桿上提，使襯底與熔體脫離進(jìn)入空氣中；然后迅速旋轉(zhuǎn) 籽晶桿，使襯底上沒有成膜的熔體在旋轉(zhuǎn)作用下脫離膜表面，在這個過程 中襯底(有時有過渡層)表面的熔體迅速固化形成膜；最后通過溫度控制 系統(tǒng)，按照一定降溫速率將爐體降溫至室溫，取下襯底(有時有過渡層) 獲得生長膜。因此這種LPE膜生長包括熔體粘附到襯底、脫離熔體的襯底 旋轉(zhuǎn)和熔體在襯底上固化成膜三個過程。傳統(tǒng)的垂直浸漬LPE膜生長方法由于熔體與上方空氣的溫度有一定 差別，通常上方空氣溫度低，后兩個過程即脫離熔體的襯底旋轉(zhuǎn)和熔體在 襯底(有時有過渡層)上固化成膜同時進(jìn)行，這樣產(chǎn)生的缺點(diǎn)是一、 通常脫離熔體后襯底上粘附的熔體降溫固化過程不能控制，襯底 (有時有過渡層)表面固化成膜和被吸附在襯底(有時有過渡層)上的熔體與空氣接觸的部分熔體幾乎同時降溫固化，熔體固化很快，如襯底表面 接觸的熔體在襯底(有時是過渡層)作用下快速成膜；二、 襯底材料底部吸附的熔體通常不是均勻分布，在襯底底部會隨機(jī)
出現(xiàn)一些地方熔體聚集過多的現(xiàn)象，在熔點(diǎn)附近這些熔體粘度很大，加上 熔體快速固化，旋轉(zhuǎn)襯底很難將襯底表面的的熔體甩平，導(dǎo)致積薄熔體過 多的地方部分熔體則通常凝固成粉末狀。其結(jié)果是這樣生長獲得的膜表面 有許多粉末點(diǎn)，膜表面不平整，而且膜的厚度幾乎不能夠人為控制，生長 獲得的膜質(zhì)量不穩(wěn)定，很難獲得較大面積的完整膜。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置， 通過控制近鄰熔體上方部分區(qū)域空氣的溫度，使深入到熔體中的襯底提拉 脫離熔體進(jìn)入這部分區(qū)域后，襯底上吸附的熔體不會立刻固化，而仍保持 熔液狀態(tài)，在這種狀態(tài)下快速旋轉(zhuǎn)籽晶桿使襯底和被吸附的熔體快速旋 轉(zhuǎn)，緊鄰襯底底部襯底吸附的熔體被受旋轉(zhuǎn)作用下， 一些地方過多聚集的 熔體高速旋轉(zhuǎn)作用力的作用下被甩離襯底，達(dá)到使這部分熔體脫離襯底表 面的效果；同時這時襯底上吸附的熔體溫度可以人為控制，使這部分熔體 的粘度可以調(diào)節(jié)，選擇合適的籽晶桿旋轉(zhuǎn)速度，就可以達(dá)到調(diào)節(jié)襯底底部 吸附熔體的量的效果，當(dāng)將籽晶桿上移至低溫區(qū)是襯底表面吸附的熔體在 襯底(有時有過渡層)的作用下固化結(jié)晶成膜，獲得的膜的厚度就可以根 據(jù)需要調(diào)節(jié)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置，包括，爐體，其具有一個一 端開口的腔體結(jié)構(gòu)，其開口處設(shè)爐蓋，爐蓋上開有通孔；第一發(fā)熱體，分 別設(shè)置于爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，與一溫度控制系統(tǒng)相電連接；爐管，設(shè)置于 爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，其底部放置耐火磚；坩堝，設(shè)置于爐管內(nèi)的耐火磚上； 籽晶桿，通過爐體爐蓋上通孔伸入爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)的爐管腔內(nèi)，對應(yīng)于坩 堝；所述的爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)壁沿圓周方向還開有凹槽；第二發(fā)熱體，環(huán)設(shè) 于爐體內(nèi)壁凹槽內(nèi)，與另外 一 溫度控制系統(tǒng)相電連接。進(jìn)---步，所述的爐體包括爐殼、保溫磚。本實(shí)用新型通過控制近鄰坩堝(熔體)上方部分區(qū)域空氣的溫度，使 深入到熔體中的襯底提拉脫離熔體進(jìn)入這部分區(qū)域后，襯底上吸附的熔體 不會立刻固化，而仍保持熔液狀態(tài)，在這種狀態(tài)下快速旋轉(zhuǎn)籽晶桿使襯底
和被吸附的熔體快速旋轉(zhuǎn)，緊鄰襯底底部襯底吸附的熔體被受旋轉(zhuǎn)作用 下， 一些地方過多聚集的熔體高速旋轉(zhuǎn)作用力的作用下被甩離襯底，達(dá)到 使這部分熔體脫離襯底表面的效果；同時這時襯底上吸附的熔體溫度可以 人為控制，使這部分熔體的粘度可以調(diào)節(jié)，選擇合適的籽晶桿旋轉(zhuǎn)速度， 就可以達(dá)到調(diào)節(jié)襯底底部吸附熔體的量的效果，當(dāng)將籽晶桿上移至低溫區(qū) 是襯底表面吸附的熔體在襯底(有時有過渡層)的作用下固化結(jié)晶成膜， 獲得的膜的厚度就可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型通過設(shè)置第二發(fā)熱體，通過控制熔體上方的空氣溫度，可 以調(diào)節(jié)被襯底吸附的熔體的粘度，在襯底旋轉(zhuǎn)力的作用下，使襯底底部吸 附的熔體表面平整，并影響被甩熔體的量，從而達(dá)到影響膜厚度的效果， 保證了垂直浸漬LPE膜生長方法能夠生長組分均勻的組分復(fù)雜的膜的同 時，能夠獲得生長獲得大面積厚度較均勻的高質(zhì)量膜，而且通過調(diào)節(jié)熔體 上方的溫度和籽晶桿旋轉(zhuǎn)速率可以調(diào)節(jié)膜的厚度，使LPE膜生長技術(shù)生長 高質(zhì)量薄膜成為可能。


圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，本實(shí)用新型的可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置，包括， 爐體1，其具有一個一端開口 101的腔體結(jié)構(gòu)100，其開口 101處設(shè)爐蓋 102，爐蓋102上開有通孔1021，該爐體1包括爐殼103、保溫磚104;所 述的爐體腔體結(jié)構(gòu)100內(nèi)壁沿圓周方向還開有凹槽105;第 一發(fā)熱體2， 設(shè)置于爐體1腔體結(jié)構(gòu)100內(nèi)側(cè)，與一溫度控制系統(tǒng)(圖中未不，其為現(xiàn) 有技術(shù)，在此不再贅述)相電連接；爐管3，設(shè)置于爐體1腔體結(jié)構(gòu)100 內(nèi)，其底部放置耐火磚4;坩堝5，設(shè)置于爐管3內(nèi)的耐火磚4上；籽晶 桿6，通過爐體1爐蓋上通孔1021伸入爐體1腔體結(jié)構(gòu)100內(nèi)的爐管3腔 內(nèi)，對應(yīng)位于坩堝5上方；第二發(fā)熱體7，環(huán)設(shè)于爐體1內(nèi)壁凹槽105內(nèi)， 與另外一溫度控制系統(tǒng)相電連接(圖中未示)。
本實(shí)用新型通過設(shè)置第二發(fā)熱體7，對坩堝5 (熔體)上方的空氣溫度控制，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)被籽晶桿6下端襯底吸附的熔體的粘度，在襯底旋轉(zhuǎn)力的作用下，使襯底底部吸附的熔體表面平整，并影響被甩熔體的量，從而達(dá)到影響膜厚度的效果，保證了垂直浸漬LPE膜生長方法能夠生長組分均 勻的組分復(fù)雜的膜。
權(quán)利要求1. 一種可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置，包括，爐體，其具有一個一端開口的腔體結(jié)構(gòu)，其開口處設(shè)爐蓋，爐蓋上開有通孔；第一發(fā)熱體，設(shè)置于爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)，與一溫度控制系統(tǒng)相電連接；爐管，設(shè)置于爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，其底部放置耐火磚；坩堝，設(shè)置于爐管內(nèi)的耐火磚上；籽晶桿，通過爐體爐蓋上通孔伸入爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)的爐管腔內(nèi)，對應(yīng)于坩堝；其特征是，還包括，所述的爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)壁沿圓周方向還開有凹槽；第二發(fā)熱體，環(huán)設(shè)于爐體內(nèi)壁凹槽內(nèi)，并與另一溫度控制系統(tǒng)相電連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置，其特征是， 所述的爐體包括爐殼、保溫磚。
專利摘要一種可控垂直浸漬液相外延膜生長裝置，包括，爐體，其具有一個一端開口的腔體結(jié)構(gòu)，其開口處設(shè)爐蓋，爐蓋上開有通孔；第一發(fā)熱體，設(shè)置于爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)；爐管，設(shè)于爐體腔體結(jié)構(gòu)內(nèi)，其底部放置耐火磚；坩堝，設(shè)于耐火磚上；籽晶桿，通過爐體爐蓋伸入爐體腔體內(nèi)的爐管腔內(nèi)，對應(yīng)于坩堝；爐體內(nèi)壁開有凹槽；第二發(fā)熱體，環(huán)設(shè)于爐體內(nèi)壁凹槽內(nèi)；第一、第二發(fā)熱體均具有各自獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)；本實(shí)用新型通過設(shè)置第二發(fā)熱體，通過控制坩堝上方的空氣溫度，以調(diào)節(jié)被襯底吸附的熔體的粘度，影響熔體在籽晶桿旋轉(zhuǎn)主用下被甩熔體的量，使襯底底部吸附的熔體表面平整，并達(dá)到影響膜厚度的效果，保證垂直浸漬液相外延膜生長方法能夠生長所需要的膜。
文檔編號C30B19/00GK201080508SQ20072007227
公開日2008年7月2日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日
發(fā)明者萬尤寶, 張建新 申請人:嘉興學(xué)院