石英舟表面处理炉的制作方法

本实用新型涉及半导体加工设备领域，特别涉及一种石英舟表面处理炉。

背景技术：

水平布里奇曼法，简称hb法，是生长砷化镓单晶的一种主要方法之一。hb法的原理是将砷化镓多晶置于石英舟中，进行单晶生长，单晶生长过程中，砷化镓熔体与石英会发生浸润现象，在凝固后的冷却过程中，因两者热膨胀系数的差异，经常使单晶断裂。另外，更为严重的是砷化镓结晶过程中的浸润作用会增强舟壁对熔体的影响，增加生长多晶的机会，使单晶生长失败。

目前为了减少gaas熔体“浸润”石英舟，通常会采取以下方法处理石英舟：在石英舟的内表面生成方石英球状晶体，将石英与gaas熔体隔离。通常的方法是先把石英舟内壁用80目金刚砂喷毛，清洗后装入镓，使其尽可能地载满，然后置于石英管中抽至真空进行封管，放入高温炉内在约1150℃温度下保持10小时，自然冷却后除去镓再进行一次清洗，备用。这种处理方法复杂，且由于石英管与表面处理炉的位置关系，使得石英管无法均匀受热，从而导致石英舟内的镓液受热不均匀、石英舟的内表面无法形成方石英球状晶体的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种石英舟表面处理炉，使得石英管可以均匀受热，从而在石英舟的内表面形成方石英球状晶体，进而实现有效的阻止砷化镓熔体与石英舟的浸润。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供了一种石英舟表面处理炉，包括炉体、石英管以及惰性气体保护系统；石英管设置于炉体内，石英管具有开口端与封闭端，石英管的开口端与惰性气体保护系统连通，石英管与炉体同轴设置。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，通过将石英管与炉体同轴设置，这样石英管可以均匀受热，使得石英舟内的镓液受热均匀，从而在石英舟的内表面形成方石英球状晶体，进而实现有效的阻止砷化镓熔体与石英舟的浸润。

另外，还包括于炉体内设置的保温托盘，石英管固定于保温托盘上。

另外，还包括设置于炉体上的温度控制系统，炉体温度控制系统用于控制炉体内外的温度。

另外，炉体的长度为700-900mm，内径为100-150mm。

另外，石英管的长度为1000-1500mm，壁厚为2-4mm，外径为100-120mm。

另外，石英管的开口端与惰性气体保护系统通过法兰盘连通。

另外，石英管的两相对内侧壁分别设置卡紧件，石英舟卡设于卡紧件之间。

附图说明

图1是本实用新型实施方式中的石英舟表面处理炉结构示意图；

图2是本实用新型实施方式中的石英管截面图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本实用新型的实施方式涉及一种石英舟表面处理炉，如图1所示，该石英舟表面处理炉包括炉体1、石英管2以及惰性气体保护系统3；石英管2设置于炉体1内，石英管2具有开口端与封闭端，石英管2的开口端与惰性气体保护系统3连通，石英管2与炉体1同轴设置。

作为一种优选实施方式，该石英舟表面处理炉还包括设置于炉体1上的温度控制系统4，温度控制系统4用于控制炉体1内外的温度。具体地，温度控制系统4可以控制炉体1内温度达到1100-1200℃，恒温保持1-3小时，然后降温，控制炉体1内温度为50-80℃。

需要注意的是，炉体1的长度可以为700-900mm，内径可以为100-150mm。石英管2的长度可以为1000-1500mm，壁厚可以为2-4mm，外径可以为100-120mm。优选地，本实施方式中的炉体1的长度可以为900mm，内径可以为150mm。石英管2的长度可以为1500mm，壁厚可以为4mm，外径可以根据所要处理的石英舟的尺寸相应变化，具体地，本实施方式中的表面处理炉处理的是3英寸石英舟，相应地，石英管2的外径可以为120mm。

优选地，石英管2的开口端与惰性气体保护系统3通过法兰盘5连通。

值得一提的是，如图2所示，石英管2的两相对内侧壁分别设置卡紧件21，石英舟卡设于卡紧件21之间。具体地，当把石英舟放入石英管2内，要保证石英舟完全浸入石英管2中的镓液内，但是由于石英舟在石英管2的镓液可能会上下浮动，为了避免发生这种情况，本实施方式在石英管2的两相对内侧壁上分别设置卡紧件21，卡紧件21可以将放入石英管2的石英舟进行卡紧，避免石英舟的上下浮动，这样石英舟可以完全浸入石英管2的镓液内，使得石英舟内表面能够形成更加致密、均匀的方石英球状晶体保护膜，从而有效的阻止砷化镓熔体与石英舟的浸润。

进一步地，该石英舟表面处理炉还包括于炉体1内设置的保温托盘6，石英管2固定于保温托盘6上。

具体地，使用本实施方式中的石英舟表面处理炉对石英舟进行表面处理的过程如下：将石英管2，直立放入炉体1内，石英管2应固定在炉体底部的保温托盘6上，将纯度为4n的镓倒入石英管2内，然后将需要处理的石英舟放入石英管2内，要保证石英舟完全浸入镓液中，石英管2开口端安装法兰盘5，通过法兰盘5与惰性气体保护系统3连接。使用时，先启动惰性气体保护系统3，将石英管2内抽成真空状态，然后向石英管2内充惰性保护气体，比如氩气，使石英管2内压力为1个大气压，然后开始启动温度控制系统4，使炉体1内温度达到1100-1200℃，然后恒温1-3小时，然后降温，当炉体1内温度为50-80℃时，可以将石英舟从石英管2中取出，处理工作结束，即得到内表面形成方石英球状晶体的石英舟。

本实用新型实施方式相对于现有技术而言，通过将石英管与炉体同轴设置，这样石英管可以均匀受热，使得石英舟内的镓液受热均匀，从而在石英舟的内表面形成方石英球状晶体，进而实现有效的阻止砷化镓熔体与石英舟的浸润。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。