一種實現化合物半導體材料退火的設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征是：至少包括：石英爐膛（1）、梯度溫度加熱器（2）、坩堝（3）、坩堝移動機構（4），坩堝移動機構（4）固定坩堝（3），坩堝移動機構（4）在石英爐膛（1）內活動固定，使坩堝（3）在石英爐膛（1）左右移動；石英爐膛（1）有梯度溫度加熱器（2）。該設備能根據晶體厚度，設定梯度溫場的長度，從而快速、有效的改善半導體材料的均勻性。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種實現化合物半導體材料退火的設備，屬于化合物半導體材料 熱處理工藝【技術領域】。 一種實現化合物半導體材料退火的設備 技術背景
[0002] 化合物半導體由于具有特殊的光電轉換特性，在LED、LD、太陽能電池（SC)、光探 測器等領域具有舉足輕重的作用，使其成為新材料領域的研究熱點。
[0003] 然而化合物半導體材料其特殊的生長過程，由于熱力學平衡引起的成分偏析、雜 質與摻雜、以及沉淀相。其使用性能對其結構完整性十分敏感，大尺寸、低缺陷密度材料是 保證最終應用性能的關鍵。對化合物半導體材料進行退火，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)明內容】

[0004] 本實用新型目的是提供一種實現化合物半導體材料退火的設備。以便根據晶體厚 度，設定梯度溫場的長度，從而快速、有效的改善半導體材料的均勻性。
[0005] 本實用新型目的是這樣實現的，一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征 是：至少包括：石英爐膛、梯度溫度加熱器、坩堝、坩堝移動機構，坩堝移動機構固定坩堝， 坩堝移動機構在石英爐膛內活動固定，使坩堝在石英爐膛左右移動；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置為高溫場區(qū)1100-900°c，兩邊緣設置為低溫場區(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] 本實用新型的優(yōu)點是：1、通過梯度溫場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散的遷移飽和現象。2、沉淀及夾雜相從晶體中心向兩邊緣 遷移，有效的縮短了運行距離，從而縮短退火時間。3、退火設備爐膛內可分布多段梯度溫度 加熱器，實現多塊晶體同時退火。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1化合物半導體退火設備剖面圖；
[0012] 圖2梯度溫場分布圖。
[0013] 圖中，1、石英爐膛；2、溫度梯度加熱器；3、坩堝；4、坩堝移動機構；5、晶體。

【具體實施方式】
[0014] 實施例1
[0015] 如圖1所示，一種實現化合物半導體材料退火的設備，至少包括：石英爐膛1、梯度 溫度加熱器2、坩堝3、坩堝移動機構4,坩堝移動機構4固定坩堝3,坩堝移動機構4在石英 爐膛1內活動固定，使坩堝3在石英爐膛1左右移動；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 器中心設置為高溫場區(qū)1100-900°C，兩邊緣設置為低溫場區(qū)1095-700°C，溫度梯度為5°C / cm〇
[0016] 將長度為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 置高溫區(qū)，其溫度為900°C ;邊緣設置低溫區(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 ;通過調節(jié)坩堝移動機構4將晶體中心置于梯度溫場的高溫區(qū)。退火時間 120h。待爐體冷卻后，取出晶體。
[0017] 相堝移動機構4包括底盤401、手柄402、兩側滑道403,手柄402在底盤401移動 方向的一端，兩側滑道403在底盤401兩側端。
[0018] 實施例2
[0019] 如圖1所示，一種實現化合物半導體材料退火的設備，至少包括：石英爐膛1、梯度 溫度加熱器2、坩堝3、坩堝移動機構4,坩堝移動機構4固定坩堝3,坩堝移動機構4在石英 爐膛1內活動固定，使坩堝3在石英爐膛1左右移動；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置為高溫場區(qū)1100-900°C，兩邊緣設 置為低溫場區(qū)1095-700°C，溫度梯度為5°C /cm。
[0021] 將長度為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 置高溫區(qū)，其溫度為900°C;邊緣設置低溫區(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 ;通過調節(jié)坩堝移動機構4將晶體中心置于對應的梯度溫場的高溫區(qū)。退火時 間120h。待爐體冷卻后，取出晶體。
[0022] 這種退火設備的優(yōu)點在于1、梯度溫場控制沉淀及夾雜相的運動方向(利用熱遷移 機制)，受沉淀及夾雜相濃度的影響較小，不存在依靠濃度擴散機制的遷移飽和現象。2、沉 淀及夾雜相從中心向兩邊緣遷移，相比傳統(tǒng)退火設備夾雜相從一端向另一端遷移，有效的 縮短了運行距離，從而縮短退火時間。3、退火設備爐膛內可分布多段梯度溫場加熱器，實現 多塊晶體同時退火。
【權利要求】
1. 一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征是：至少包括：石英爐膛（1)、梯度 溫度加熱器（2)、坩堝（3)、坩堝移動機構（4)，坩堝移動機構（4)固定坩堝（3)，坩堝移動機 構（4)在石英爐膛（1)內活動固定，使坩堝（3)在石英爐膛（1)左右移動；石英爐膛（1)有 梯度溫度加熱器（2)。
2. 根據權利要求1所述的一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征是：所述的 梯度溫度加熱器（2)是一組。
3. 根據權利要求1所述的一種實現化合物半導體材料退火的設備，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. 根據權利要求1所述的一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征是：所 述的梯度溫度加熱器（2)中心設置為高溫場區(qū)1100-900°C，兩邊緣設置為低溫場區(qū) 1095-700°C，溫度梯度為 5°C /cm。
5. 根據權利要求1所述的一種實現化合物半導體材料退火的設備，其特征是：所述的 梯度溫度加熱器（2)是多組。
【文檔編號】C30B33/02GK203834053SQ201420247285
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權日:2014年5月15日
【發(fā)明者】程翠然, 盛麗娜, 李陽 申請人:西安西凱化合物材料有限公司