具有坚固支撑、碳掺杂、电阻率控制和热梯度控制的半导体晶体生长的方法和装置

摘要

本发明为具有坚固支撑、碳掺杂、电阻率控制和热梯度控制的半导体晶体生长的方法和装置。在含有一个坚固密封的安瓿瓶及与原料非物质接触以掺碳的系统中，在电阻加热控制和热梯度控制下，在晶体生长炉内生长Ⅲ-Ⅴ，Ⅱ-Ⅵ族及其相关单晶化合物晶体。提供了一个以坚固圆柱体来支撑装有坩埚且密封的安瓿瓶的组合体，同时圆柱体中填充有低密绝缘物质用来阻止热传导和热对流。在低密物质的中间打有热辐射通道用来提供热辐射的路径，通过这条通道，热可以进出籽井区域和晶体生长坩埚的传热区域。在籽井的下方由绝缘物质形成中空的芯区，为生长中的晶体提供了冷却条件。这就确保了系统中能生长出均匀的大体积晶体，同时还保证了生长中的晶体和熔液的固液界面平滑，进而使得晶体具有均匀的电特性。

主权项

一种通过控制以碳为掺杂物的掺杂方法来生长一种半绝缘砷化镓物质(GaAs)，其特征在于，所述方法的步骤包括：提供一个带有一个籽区域的坩埚；在所述坩埚籽区域中放置一块籽晶；把GaAs原材料装入所述坩埚中；把氧化硼(B2O3)物质放入到所述坩埚中；提供一个带有一个上区域和一个下区域的安瓿瓶；把装有所述籽晶、GaAs原材料，B2O3物质的坩埚装入所述安瓿瓶中；把一种固态碳物质放入到所述安瓿瓶的下区，坩埚的外面；在真空条件下密封装有坩埚和固态碳物质的安瓿瓶；以一种可控的方式来加热所述密封安瓿瓶使得所述GaAs原材料熔化，在热的作用下碳物质反应生成含碳气体，气体在所述B2O3物质的作用下和所述GaAs原材料相互作用；以一种可控的方式冷却所述密封的安瓿瓶。