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
技術領域：
本實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：
液相外延(Liquid Phase Epitoxy， LPE)制備膜是-- 種重要的液相薄 膜生長技術，與固相成膜技術不同，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，可以獲得高質量甚至單晶薄膜。這種方法適用 于生長組成復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溫度附近 將固定在籽晶桿上的襯底(有時有過渡層)垂直進入熔體中，襯底上粘附 一層熔體，將籽晶桿上提，使襯底與熔體脫離進入空氣中；然后迅速旋轉 籽晶桿，使襯底上沒有成膜的熔體在旋轉作用下脫離膜表面，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和熔體在 襯底(有時有過渡層)上固化成膜同時進行，這樣產(chǎn)生的缺點是一、 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
出現(xiàn)一些地方熔體聚集過多的現(xiàn)象，在熔點附近這些熔體粘度很大，加上 熔體快速固化，旋轉襯底很難將襯底表面的的熔體甩平，導致積薄熔體過 多的地方部分熔體則通常凝固成粉末狀。其結果是這樣生長獲得的膜表面 有許多粉末點，膜表面不平整，而且膜的厚度幾乎不能夠人為控制，生長 獲得的膜質量不穩(wěn)定，很難獲得較大面積的完整膜。發(fā)明內容本實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)下快速旋轉籽晶桿使襯底和被吸附的熔體快速旋 轉，緊鄰襯底底部襯底吸附的熔體被受旋轉作用下， 一些地方過多聚集的 熔體高速旋轉作用力的作用下被甩離襯底，達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 的粘度可以調節(jié)，選擇合適的籽晶桿旋轉速度，就可以達到調節(jié)襯底底部 吸附熔體的量的效果，當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)的作用下固化結晶成膜，獲得的膜的厚度就可以根 據(jù)需要調節(jié)。為達到上述目的，本實用新型的技術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 端開口的腔體結構，其開口處設爐蓋，爐蓋上開有通孔；第一發(fā)熱體，分 別設置于爐體腔體結構內側，與一溫度控制系統(tǒng)相電連接；爐管，設置于 爐體腔體結構內，其底部放置耐火磚；坩堝，設置于爐管內的耐火磚上； 籽晶桿，通過爐體爐蓋上通孔伸入爐體腔體結構內的爐管腔內，對應于坩 堝；所述的爐體腔體結構內壁沿圓周方向還開有凹槽；第二發(fā)熱體，環(huán)設 于爐體內壁凹槽內，與另外 一 溫度控制系統(tǒng)相電連接。進---步，所述的爐體包括爐殼、保溫磚。本實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)下快速旋轉籽晶桿使襯底
和被吸附的熔體快速旋轉，緊鄰襯底底部襯底吸附的熔體被受旋轉作用 下， 一些地方過多聚集的熔體高速旋轉作用力的作用下被甩離襯底，達到 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節(jié)，選擇合適的籽晶桿旋轉速度， 就可以達到調節(jié)襯底底部吸附熔體的量的效果，當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)的作用下固化結晶成膜， 獲得的膜的厚度就可以根據(jù)需要調節(jié)。 本實用新型的有益效果本實用新型通過設置第二發(fā)熱體，通過控制熔體上方的空氣溫度，可 以調節(jié)被襯底吸附的熔體的粘度，在襯底旋轉力的作用下，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量膜，而且通過調節(jié)熔體 上方的溫度和籽晶桿旋轉速率可以調節(jié)膜的厚度，使LPE膜生長技術生長 高質量薄膜成為可能。


圖1為本實用新型一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實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的腔體結構100，其開口 101處設爐蓋 102，爐蓋102上開有通孔1021，該爐體1包括爐殼103、保溫磚104;所 述的爐體腔體結構100內壁沿圓周方向還開有凹槽105;第 一發(fā)熱體2， 設置于爐體1腔體結構100內側，與一溫度控制系統(tǒng)(圖中未不，其為現(xiàn) 有技術，在此不再贅述)相電連接；爐管3，設置于爐體1腔體結構100 內，其底部放置耐火磚4;坩堝5，設置于爐管3內的耐火磚4上；籽晶 桿6，通過爐體1爐蓋上通孔1021伸入爐體1腔體結構100內的爐管3腔 內，對應位于坩堝5上方；第二發(fā)熱體7，環(huán)設于爐體1內壁凹槽105內， 與另外一溫度控制系統(tǒng)相電連接(圖中未示)。
本實用新型通過設置第二發(fā)熱體7，對坩堝5 (熔體)上方的空氣溫度控制，實現(xiàn)調節(jié)被籽晶桿6下端襯底吸附的熔體的粘度，在襯底旋轉力的作用下，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 勻的組分復雜的膜。
權利要求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構，其開口處設爐蓋，爐蓋上開有通孔；第一發(fā)熱體，設置于爐體腔體結構內側，與一溫度控制系統(tǒng)相電連接；爐管，設置于爐體腔體結構內，其底部放置耐火磚；坩堝，設置于爐管內的耐火磚上；籽晶桿，通過爐體爐蓋上通孔伸入爐體腔體結構內的爐管腔內，對應于坩堝；其特征是，還包括，所述的爐體腔體結構內壁沿圓周方向還開有凹槽；第二發(fā)熱體，環(huán)設于爐體內壁凹槽內，并與另一溫度控制系統(tǒng)相電連接。
2. 如權利要求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構，其開口處設爐蓋，爐蓋上開有通孔；第一發(fā)熱體，設置于爐體腔體結構內側；爐管，設于爐體腔體結構內，其底部放置耐火磚；坩堝，設于耐火磚上；籽晶桿，通過爐體爐蓋伸入爐體腔體內的爐管腔內，對應于坩堝；爐體內壁開有凹槽；第二發(fā)熱體，環(huán)設于爐體內壁凹槽內；第一、第二發(fā)熱體均具有各自獨立的溫度控制系統(tǒng)；本實用新型通過設置第二發(fā)熱體，通過控制坩堝上方的空氣溫度，以調節(jié)被襯底吸附的熔體的粘度，影響熔體在籽晶桿旋轉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)先權日2007年7月6日
發(fā)明者萬尤寶, 張建新 申請人:嘉興學院