氮化镓制造装置

专利2025-04-14  21


本技术涉及氮化镓,尤其涉及一种氮化镓制造装置。


背景技术:

1、氮化镓(gan)作为第三代半导体材料的典型代表,具有禁带宽度大、热导率高、介电常数小、抗辐射能力强等特点,在微电子和光电子领域具有十分广阔的应用优势和发展前景,如用于制备发光二极管、紫外光探测器、高温大功率电子器件和高频微波器件等。

2、在现有技术中,氮化镓通常采用异质外延技术制备。具体地,异质外延技术通常以高温氨气为氮源,以蓝宝石和碳化硅作为衬底,在上千摄氏度的温度条件下,保持一定氨气压力,从而在衬底上生长出氮化镓单晶。例如,异质外延技术常用的方法有常规金属有机化学气相沉积(metal-organic chemical vapor deposition,mocvd)等。

3、如上所述,现有技术中的这种氮化镓的制备方式,需要上千摄氏度的反应温度,其制备条件苛刻,导致氮化镓的制造难度较大,制造成本较高。


技术实现思路

1、本实用新型提供种氮化镓制造装置,用以解决现有技术中制备氮化镓的反应温度较高,导致氮化镓的制造难度较大,制造成本较高的缺陷,实现降低氮化镓的制造难度以及制造成本的效果。

2、本实用新型提供一种氮化镓制造装置,包括:

3、腔室结构,所述腔室结构用于容纳载有镓基液态金属的基底;

4、氮源供应装置,所述氮源供应装置与所述腔室结构连接,并用于向所述腔室结构内通入氮源气体;

5、电磁波装置,所述电磁波装置与所述腔室结构连接,所述电磁波装置用于向所述腔室结构内发射电磁波,以使所述镓基液态金属响应于所述电磁波而放电。

6、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,还包括罩体结构,所述罩体结构设置在所述腔室结构的内部,所述罩体结构与所述腔室结构连接,所述罩体结构的底部设有开口,所述罩体结构用于设置在所述基底的上方,并且所述开口朝向所述基底。

7、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,所述罩体结构连接于所述腔室结构的顶部。

8、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,所述氮化镓制造装置还包括支撑平台,所述支撑平台设置于所述腔室结构内,所述支撑平台用于支撑所述基底。

9、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,所述支撑平台为升降平台。

10、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,所述基底的表面沉积有用于承载镓基液态金属的半导体结构。

11、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,所述氮源供应装置包括气体容器和管路,所述气体容器通过所述管路与所述腔室结构连接,所述气体容器用于容纳氮源气体。

12、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,还包括供操作者操纵的手套箱,所述腔室结构设置在手套箱内。

13、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,还包括机械手,所述机械手设置在所述腔室结构内。

14、根据本实用新型提供的一种氮化镓制造装置,所述镓基液态金属中设有用于向氮化镓内掺杂的金属原子。

15、本实用新型提供的氮化镓制造装置,腔室结构用于容纳载有镓基液态金属的基底,氮源供应装置能够向腔室结构内通入氮源气体。电磁波装置能够向腔室结构内发射电磁波。

16、制造氮化镓的过程中,将镓基液态金属添加于基底的表面,并将基底置入腔室结构内。向腔室结构内发射电磁波,并向腔室结构内通入氮源气体。在腔室结构内,镓基液态金属的自由电子通过共振吸收电磁波的能量并发生放电现象,镓基液态金属在放电的过程中能够促使氮源气体电离形成密度高、电离度高、纯度高的氮气等离子体。具有高反应活性以及高能量的氮气等离子体与镓基液态金属中的镓反应生成氮化镓。

17、如此设置,本实用新型中提供的氮化镓制造装置,能够在低工作温度和低工作气压的条件下,利用镓基液态金属在电磁波中的放电现象,促使氮源气体电离产生氮气等离子体。通过氮气等离子体与镓基液态金属中的镓反应生成氮化镓,使得氮化镓制造的温度条件和压力条件更易于实现,从而能够降低氮化镓的制造难度和制造成本。



技术特征:

1.一种氮化镓制造装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的氮化镓制造装置,其特征在于,还包括罩体结构(2),所述罩体结构(2)设置在所述腔室结构(3)的内部,所述罩体结构(2)与所述腔室结构(3)连接,所述罩体结构(2)的底部设有开口,所述罩体结构(2)用于设置在所述基底(6)的上方,并且所述开口朝向所述基底(6)。

3.根据权利要求2所述的氮化镓制造装置,其特征在于,所述罩体结构(2)连接于所述腔室结构(3)的顶部。

4.根据权利要求1所述的氮化镓制造装置,其特征在于,所述氮化镓制造装置还包括支撑平台(5),所述支撑平台(5)设置于所述腔室结构(3)内,所述支撑平台(5)用于支撑所述基底(6)。

5.根据权利要求4所述的氮化镓制造装置,其特征在于,所述支撑平台(5)为升降平台。

6.根据权利要求1-5任一项所述的氮化镓制造装置,其特征在于,所述基底(6)的表面沉积有用于承载镓基液态金属的半导体结构。

7.根据权利要求1-5任一项所述的氮化镓制造装置,其特征在于,所述氮源供应装置包括气体容器和管路,所述气体容器通过所述管路与所述腔室结构(3)连接,所述气体容器用于容纳氮源气体。

8.根据权利要求1-5任一项所述的氮化镓制造装置,其特征在于,还包括供操作者操纵的手套箱,所述腔室结构(3)设置在手套箱内。

9.根据权利要求1-5任一项所述的氮化镓制造装置,其特征在于,还包括机械手,所述机械手设置在所述腔室结构(3)内。


技术总结
本技术涉及氮化镓领域,提供一种氮化镓制造装置。氮化镓制造装置包括:腔室结构,腔室结构用于容纳载有镓基液态金属的基底;氮源供应装置,氮源供应装置与腔室结构连接,并用于向腔室结构内通入氮源气体;电磁波装置,电磁波装置与腔室结构连接,电磁波装置用于向腔室结构内发射电磁波,以使镓基液态金属响应于电磁波而放电。本技术中提供的氮化镓制造装置,能够在低工作温度和低工作气压的条件下,利用镓基液态金属在电磁波中的放电现象,促使氮源气体电离产生氮气等离子体。通过氮气等离子体与镓基液态金属中的镓反应生成氮化镓,使得氮化镓制造的温度条件和压力条件更易于实现,从而能够降低氮化镓的制造难度和制造成本。

技术研发人员:高建业,刘静,杜邦登,李倩,宋宇佳
受保护的技术使用者:中国科学院理化技术研究所
技术研发日:20230926
技术公布日:2024/7/25
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