一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征是：至少包括：石英爐膛（1）、梯度溫度加熱器（2）、坩堝（3）、坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)（4），坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）固定坩堝（3），坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)（4）在石英爐膛（1）內(nèi)活動(dòng)固定，使坩堝（3）在石英爐膛（1）左右移動(dòng)；石英爐膛（1）有梯度溫度加熱器（2）。該設(shè)備能根據(jù)晶體厚度，設(shè)定梯度溫場(chǎng)的長(zhǎng)度，從而快速、有效的改善半導(dǎo)體材料的均勻性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，屬于化合物半導(dǎo)體材料 熱處理工藝【技術(shù)領(lǐng)域】。 一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備 技術(shù)背景
[0002] 化合物半導(dǎo)體由于具有特殊的光電轉(zhuǎn)換特性，在LED、LD、太陽(yáng)能電池（SC)、光探 測(cè)器等領(lǐng)域具有舉足輕重的作用，使其成為新材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003] 然而化合物半導(dǎo)體材料其特殊的生長(zhǎng)過(guò)程，由于熱力學(xué)平衡引起的成分偏析、雜 質(zhì)與摻雜、以及沉淀相。其使用性能對(duì)其結(jié)構(gòu)完整性十分敏感，大尺寸、低缺陷密度材料是 保證最終應(yīng)用性能的關(guān)鍵。對(duì)化合物半導(dǎo)體材料進(jìn)行退火，可以有效的消除或減少沉淀及 夾雜相，改善材料的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型目的是提供一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備。以便根據(jù)晶體厚 度，設(shè)定梯度溫場(chǎng)的長(zhǎng)度，從而快速、有效的改善半導(dǎo)體材料的均勻性。
[0005] 本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征 是：至少包括：石英爐膛、梯度溫度加熱器、坩堝、坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)，坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)固定坩堝， 坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)在石英爐膛內(nèi)活動(dòng)固定，使坩堝在石英爐膛左右移動(dòng)；石英爐膛有梯度溫度 加熱器。
[0006] 所述的梯度溫度加熱器是一組。
[0007] 所述的梯度溫度加熱器是兩端密度低中間密度高分布。
[0008] 所述的梯度溫度加熱器中心設(shè)置為高溫場(chǎng)區(qū)1100-900°c，兩邊緣設(shè)置為低溫場(chǎng)區(qū) 1095-700°C，溫度梯度為 5°C /cm。
[0009] 所述的梯度溫度加熱器是多組。
[0010] 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：1、通過(guò)梯度溫場(chǎng)控制沉淀及夾雜相的遷移，受濃度影響小， 不存在依靠沉淀及夾雜相濃度擴(kuò)散的遷移飽和現(xiàn)象。2、沉淀及夾雜相從晶體中心向兩邊緣 遷移，有效的縮短了運(yùn)行距離，從而縮短退火時(shí)間。3、退火設(shè)備爐膛內(nèi)可分布多段梯度溫度 加熱器，實(shí)現(xiàn)多塊晶體同時(shí)退火。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1化合物半導(dǎo)體退火設(shè)備剖面圖；
[0012] 圖2梯度溫場(chǎng)分布圖。
[0013] 圖中，1、石英爐膛；2、溫度梯度加熱器；3、坩堝；4、坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)；5、晶體。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 如圖1所示，一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，至少包括：石英爐膛1、梯度 溫度加熱器2、坩堝3、坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4,坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4固定坩堝3,坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4在石英 爐膛1內(nèi)活動(dòng)固定，使坩堝3在石英爐膛1左右移動(dòng)；石英爐膛1有梯度溫度加熱器2。梯 度溫度加熱器2是一組。梯度溫度加熱器2是兩端密度低中間密度高分布。梯度溫度加熱 器中心設(shè)置為高溫場(chǎng)區(qū)1100-900°C，兩邊緣設(shè)置為低溫場(chǎng)區(qū)1095-700°C，溫度梯度為5°C / cm〇
[0016] 將長(zhǎng)度為60mm的晶體5連同坩堝3放入石英爐膛1，溫度梯度加熱器2的中心設(shè) 置高溫區(qū)，其溫度為900°C ;邊緣設(shè)置低溫區(qū)其溫度為870°C，高溫區(qū)和低溫區(qū)之間的溫度 梯度為5°C /cm ;通過(guò)調(diào)節(jié)坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4將晶體中心置于梯度溫場(chǎng)的高溫區(qū)。退火時(shí)間 120h。待爐體冷卻后，取出晶體。
[0017] 相堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4包括底盤(pán)401、手柄402、兩側(cè)滑道403,手柄402在底盤(pán)401移動(dòng) 方向的一端，兩側(cè)滑道403在底盤(pán)401兩側(cè)端。
[0018] 實(shí)施例2
[0019] 如圖1所示，一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，至少包括：石英爐膛1、梯度 溫度加熱器2、坩堝3、坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4,坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4固定坩堝3,坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4在石英 爐膛1內(nèi)活動(dòng)固定，使坩堝3在石英爐膛1左右移動(dòng)；石英爐膛1有梯度溫度加熱器2。梯 度溫度加熱器2是多組。梯度溫度加熱器2是兩端密度低中間密度高分布。
[0020] 如圖2所示，每一組梯度溫度加熱器中心設(shè)置為高溫場(chǎng)區(qū)1100-900°C，兩邊緣設(shè) 置為低溫場(chǎng)區(qū)1095-700°C，溫度梯度為5°C /cm。
[0021] 將長(zhǎng)度為60mm的晶體5連同坩堝3放入石英爐膛1，溫度梯度加熱器2的中心設(shè) 置高溫區(qū)，其溫度為900°C;邊緣設(shè)置低溫區(qū)其溫度為870°C，高溫區(qū)和低溫區(qū)之間的溫度梯 度為5°C /cm ;通過(guò)調(diào)節(jié)坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)4將晶體中心置于對(duì)應(yīng)的梯度溫場(chǎng)的高溫區(qū)。退火時(shí) 間120h。待爐體冷卻后，取出晶體。
[0022] 這種退火設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于1、梯度溫場(chǎng)控制沉淀及夾雜相的運(yùn)動(dòng)方向(利用熱遷移 機(jī)制)，受沉淀及夾雜相濃度的影響較小，不存在依靠濃度擴(kuò)散機(jī)制的遷移飽和現(xiàn)象。2、沉 淀及夾雜相從中心向兩邊緣遷移，相比傳統(tǒng)退火設(shè)備夾雜相從一端向另一端遷移，有效的 縮短了運(yùn)行距離，從而縮短退火時(shí)間。3、退火設(shè)備爐膛內(nèi)可分布多段梯度溫場(chǎng)加熱器，實(shí)現(xiàn) 多塊晶體同時(shí)退火。
【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征是：至少包括：石英爐膛（1)、梯度 溫度加熱器（2)、坩堝（3)、坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)（4)，坩堝移動(dòng)機(jī)構(gòu)（4)固定坩堝（3)，坩堝移動(dòng)機(jī) 構(gòu)（4)在石英爐膛（1)內(nèi)活動(dòng)固定，使坩堝（3)在石英爐膛（1)左右移動(dòng)；石英爐膛（1)有 梯度溫度加熱器（2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征是：所述的 梯度溫度加熱器（2)是一組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征是：所述的 梯度溫度加熱器（2)是兩端密度低中間密度高分布。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征是：所 述的梯度溫度加熱器（2)中心設(shè)置為高溫場(chǎng)區(qū)1100-900°C，兩邊緣設(shè)置為低溫場(chǎng)區(qū) 1095-700°C，溫度梯度為 5°C /cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)化合物半導(dǎo)體材料退火的設(shè)備，其特征是：所述的 梯度溫度加熱器（2)是多組。
【文檔編號(hào)】C30B33/02GK203834053SQ201420247285
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】程翠然, 盛麗娜, 李陽(yáng) 申請(qǐng)人:西安西凱化合物材料有限公司