金属有机物气相外延制备氮化物单晶薄膜的装置与方法

摘要

本发明提出了一种用于生长GaN及其有关化合物单晶薄膜的装置及方法。同轴双管分流器把NH₃气与III族有机源分别输运，可方便地调整它们的混合点，使两种气体快速混合并层流扩展，最大限度地减小气相副反应；气流压缩型MOVPE反应系统，可获得高质量均匀的GaN及其有关化合物单晶薄膜，。提高材料的利用效率达6-7倍。可用于GaN-based兰光LED和LD的生产和研究，亦可用于GaN高温，大功率电子器件等方面的应用研究。

主权项

1、一种金属有机物气相外延制备氮化物单晶薄膜的装置，它包括：气体输运系统、反应系统及压力和温度控制系统，其特征是：1)该装置设计了同轴双管分流器，它是由不锈钢的内管与外管，聚四氟A变径接头和不锈钢B变径接头构成的，与气体输运系统连接，将NH3气和H2＋TMR气体分别引入内管及外管里(图1)。2)在同轴双管分流器的后面连接反应系统，它是采用压缩型MOVPE反应管，包括进气管，气流扩展区、矩形区、气流压缩区和后部排气区，由高纯石英和高纯石墨加热器构成，该反应管之上管壁可有倾斜角为α，其下管壁上的石墨加热器的倾斜角为θ(图1)，形成衬底表面上方的气流压缩(图3b)。 3)在同轴双管分流器的进口端，采用了A变径接头(3)同轴联接内管与外管，在该分流器的另一端采用了B变径接头(4)，且B变径接头(4)与不锈钢管间的连接是用VCR接头，而其与石英反应管间的连接采用高温密封环实现的。4)同轴双管分流器内管(2)的出气点位置(6)即为气体的混合点，该混合点的位置是可以通过调整内管(2)的长度，来实现对两种气体混合点的调节。