PBN坩埚及其PBN塞子的制作方法

本技术属于晶体生长设备领域，涉及一种pbn坩埚及其pbn塞子，更具体的，涉及一种砷化镓单晶生长用的pbn坩埚及其pbn塞子。

背景技术：

1、砷化镓是继硅、锗之后的第二代半导体材料，在微波器件和高速数字电路方面得到重要应用。目前工业上应用最为广泛的是使用vgf和vb法生长砷化镓单晶，采用pbn（热解氮化硼）坩埚作为载体生长成所需要的形状和尺寸。

2、在实际生产过程中，需要对pbn坩埚下端籽晶井内的籽晶进行封堵，所以pbn坩埚会配备与之籽晶井内径相匹配的pbn塞子。如图1所示，目前市面上一般使用圆柱形pbn塞子，存在以下问题：（1）圆柱形pbn塞子的侧壁与籽晶井内壁全部贴合，在反复使用后，由于摩擦挤压对pbn坩埚下端的籽晶井损坏较大，会大大限制了pbn坩埚的使用次数，增加生产成本；（2）圆柱形pbn塞子旋转操作不易，且当其全部置于籽晶井内后，不容易取出。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的之一在于提供一种结构简单的pbn塞子。

2、本实用新型的目的之二在于提供一种pbn坩埚。

3、为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

4、一种pbn塞子，用于支撑pbn坩埚的籽晶井内的籽晶，所述pbn塞子包括基座和圆台体，所述圆台体上端至下端的直径逐渐增加、形成内角r的圆台结构，87°≤r＜90°；所述圆台体的下端面固定设置在基座上表面，所述圆台体上端面的外径小于籽晶井的内径，所述圆台体下端面的外径不小于籽晶井的内径；所述圆台体上端面伸入籽晶井内，籽晶底部置于圆台体上端面，籽晶顶部与籽晶井的顶部开口平齐。

5、优选地，所述圆台结构的内角r为89°。

6、优选地，所述基座上表面的尺寸大于圆台体下端面的尺寸，圆台体下端面固定设置在基座上表面中心处。

7、优选地，所述基座为正方体结构。正方体结构的基座便于作业时进行旋转，使得操作更加方便。

8、优选地，所述圆台体上端面的外径为6mm～8mm，圆台体下端面的外径比上端面的外径大0.5~0.8mm。

9、为了防止生产过程中pbn塞子塞进pbn坩埚的长度不够，不能使籽晶处于原来的位置，优选地，所述pbn塞子还包括至少一个pbn垫片，所述pbn垫片为依次叠置在籽晶和圆台体的上端面之间圆柱形结构，所述籽晶底部通过pbn垫片置于圆台体上端面。通过增加pbn垫片，pbn塞子旋转挤入pbn坩埚的长度可以变短，进一步减少了坩埚的损伤，提升了使用寿命。

10、进一步优选地，所述pbn垫片的外壁与籽晶井的内壁贴合设置。

11、本实用新型还公开了一种pbn坩埚，所述pbn坩埚包括自上而下的晶体生长部、放肩部、籽晶井，所述籽晶井处设置上述所述的pbn塞子。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

13、本实用新型的pbn塞子和pbn坩埚结构简单，在砷化镓装料过程中，pbn塞子的使用降低了pbn坩埚的损伤，提高了坩埚的使用寿命，同时使员工操作变得更加简单高效，大大的提升了生产效率。

技术特征：

1.一种pbn塞子，用于支撑pbn坩埚的籽晶井内的籽晶，其特征在于，所述pbn塞子包括基座和圆台体，所述圆台体上端至下端的直径逐渐增加、形成内角r的圆台结构，87°≤r＜90°；所述圆台体的下端面固定设置在基座上表面，所述圆台体上端面的外径小于籽晶井的内径，所述圆台体下端面的外径不小于籽晶井的内径；所述圆台体上端面伸入籽晶井内，籽晶底部置于圆台体上端面，籽晶顶部与籽晶井的顶部开口平齐。

2.如权利要求1所述的pbn塞子，其特征在于，所述圆台结构的内角r为89°。

3.如权利要求1所述的pbn塞子，其特征在于，所述基座上表面的尺寸大于圆台体下端面的尺寸，圆台体下端面固定设置在基座上表面中心处。

4.如权利要求1所述的pbn塞子，其特征在于，所述基座为正方体结构。

5.如权利要求1所述的pbn塞子，其特征在于，所述圆台体上端面的外径为6mm～8mm，圆台体下端面的外径比上端面的外径大0.5~0.8mm。

6.如权利要求1~5任一项所述的pbn塞子，其特征在于，所述pbn塞子还包括至少一个pbn垫片，所述pbn垫片为依次叠置在籽晶和圆台体上端面之间圆柱形结构，所述籽晶底部通过pbn垫片置于圆台体上端面。

7.如权利要求6所述的pbn塞子，其特征在于，所述pbn垫片的外壁与籽晶井的内壁贴合。

8.一种pbn坩埚，所述pbn坩埚包括自上而下的晶体生长部、放肩部、籽晶井，其特征在于，所述籽晶井处设置权利要求1~7任一项所述的pbn塞子。

技术总结
本技术属于晶体生长设备领域，涉及一种PBN坩埚及其PBN塞子。PBN塞子包括基座和圆台体，圆台体上端至下端的直径逐渐增加、形成内角R的圆台结构，87°≤R＜90°；圆台体的下端面固定设置在基座上表面，圆台体上端面的外径小于籽晶井的内径，圆台体下端面的外径不小于籽晶井的内径；圆台体上端面伸入籽晶井内，籽晶底部置于圆台体上端面，籽晶顶部与籽晶井的顶部开口平齐。PBN坩埚包括晶体生长部、放肩部、籽晶井、PBN塞子。本技术的PBN塞子和PBN坩埚结构简单，在砷化镓装料过程中，PBN塞子的使用降低了PBN坩埚的损伤，提高了坩埚的使用寿命，同时使员工操作变得更加简单高效，大大的提升了生产效率。

技术研发人员：吴晓波,易明辉,罗小龙,李勤财,周铁军
受保护的技术使用者：广东先导微电子科技有限公司
技术研发日：20221101
技术公布日：2024/1/11