一种应用于水平布里奇曼法的半导体合成装置以及砷化镓多晶的合成装置
技术领域
本实用新型涉及针对采用水平布里奇曼法的半导体制备装置(水平舟生产法)的改进。
背景技术
水平布里奇曼法是由Bridgman研制成功的一种制备大面积定型薄片状晶体的方法，又称为水平舟法，简称为HB法。HB法应用相当广泛，在化合物半导体晶体的生长方面，尤其如此，另外还可以用于半导体材料的掺杂上。HB法是将生长晶体的原料或掺杂原料放在一种器皿中，器皿放入圆管中，抽真空后封闭管口；用定向凝固法或定向区熔法生长晶体或使用合适的半导体掺杂方法进行半导体的掺杂。
金敏等人介绍的水平定向凝固法合成砷化镓多晶(上海应用技术学院学报，2014年9月，187-190)，在一个由8段控单晶温组成的炉体中，分别有5段高温区、1段中温区，2段低温区。将砷和镓分别放置在石英舟中并安置于石英管的一端，石英管抽真空封焊后放入水平定向凝固炉中，并将镓的一端放在高温区，砷端处于低温区域。低温区温度控制在630℃左右，高温区温度控制在1250-1255℃，通过控制不同段的降温工艺，实现砷化镓多晶的定向凝固。
CN 107268085A公开了一种半绝缘砷化镓多晶掺碳的制备装置，包括一圆筒形的加热装置，所述加热装置的一端为源区，另一端为生长区，所述加热装置的控制温度从所述源区至所述生长区递增；所述加热装置内固定设置有一石英管，所述石英管内与所述源区相对应的位置相邻设置有用于盛放石墨粉的第一PBN舟和用于盛放第Ⅲ-Ⅳ族氯化物、氟化物或氧化物的第二PBN舟，所述石英管内与所述生长区相对应的位置设有一用于盛放砷化镓多晶的第三PBN舟；所述石英管在反应时为真空密封状态。
实用新型内容
[要解决的技术问题]
当前本领域普遍将水平舟容器水平方向布置于密闭反应管的不同位置，因反应管内部的空间有限，进一步限制了水平舟容器的布置方式。本领域未见在反应管中将水平舟叠置的空间布置方案，特别地，没有提出使水平舟稳定叠置的设计，以及控制叠置水平舟之间间隙的技术手段。
为了同时生产多个半导体晶棒，发明人设计了实现多个水平舟容器叠置的构造，以期有效并稳定地控制叠置水平舟容器之间的空隙。进一步，多个水平舟容器叠置制得的多个半导体晶棒的均匀性品质仍有提高的空间。采用水平布里奇曼法合成晶棒时，由于热辐射等原因，高温区与低温区的温度不易控制，经常出现石英管变形和开裂等导致的多晶料氧化或砷泄露，以及多晶料尾部合成不完全等问题。
[技术方案]
为了解决上述问题，提出了本实用新型。
本实用新型的第一方面提供了一种应用于水平布里奇曼法的半导体合成装置，其中，该合成装置包括密闭反应管、第一炉体和第二炉体，其中，所述第一炉体和所述第二炉体由中间管道连接，所述反应管放置在由所述第一炉体、所述中间管道、所述第二炉体共同限定的炉腔中，对应所述第一炉体和第二炉体分别单独设置温度控制装置，其中，所述反应管在水平方向的不同位置处布置有多个水平舟容器，所述多个水平舟容器包括至少一个第一层水平舟容器，在所述第一层水平舟容器的至少一个上设置有支架装置，在所述支架装置上叠置一第二层水平舟容器，其中，所述支架装置设置为支撑所述第二层水平舟容器，并在所述第一层水平舟容器和第二层水平舟容器之间提供间隙。
本实用新型的第二方面提供了一种砷化镓多晶的合成装置，包括本实用新型第一方面所述的装置，所述第一炉体为低温区炉体和所述第二炉体为高温区炉体，装有砷的水平舟容器和装有镓的水平舟容器分别放置在所述低温区炉体内和所述高温区炉体内，装有镓的水平舟容器设置为叠置，以在一次制备过程中提供多个砷化镓多晶棒。
[有益效果]
本实用新型提出有利于上层舟放置的支架构造。基于此，本实用新型提出将水平舟容器叠层放置，特别适合改进HB法的合成装置。本实用新型的多个水平舟容器叠层放置的构造稳定，可使反应正常地顺利进行，提高生产效率，降低成本。更为有利的是，在不增加反应管容积的情况下，本实用新型可一次制作多根晶棒。此外，也可以改善采用更多种化学反应组分的应用。
为了进一步优化利用多层水平舟容器制得的晶棒的品质，本实用新型的装置通过第一炉体和第二炉体分别单独设置温度控制装置，实现了有效地独立控制高温区与低温区的温度，减少不期望的热辐射影响，以及，防止因石英管变形和开裂等导致的多晶料氧化或砷泄露，从而得到配比均匀、性能良好的多个半导体化合物晶棒。
此外，本实用新型提供的装置，可进一步改善半导体的合成、半导体掺杂工艺。本实用新型提供了在密闭反应管中将水平舟容器叠置的设计，特别提供了在第一层水平舟容器上设置支架装置，在支架装置上叠置第二层水平舟容器的独特设计，并且配合高温区与低温区的温度相对较为独立的控制。相比传统设计，有利于开发新的半导体制备工艺，新的半导体合成方法，以及新的半导体产品。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的反应装置示意图；
图2是本实用新型一实施例的反应装置示意图；
图3是本实用新型一实施例的反应装置示意图；
图4是本实用新型一实施例的反应装置示意图；
图5是本实用新型一实施例的反应装置示意图；
图6是本实用新型一实施例所用水平舟容器的投影示意图；
图7是本实用新型一实施例所用水平舟容器的投影示意图；
图8是本实用新型一实施例所用水平舟容器的投影示意图；
图9是本实用新型一实施例所用水平舟容器的横截面示意图；
图10是本实用新型一实施例所用水平舟容器的横截面示意图；
图11是本实用新型一实施例所用水平舟容器的俯视图；
图12是本实用新型一实施例所用支架的结构示意图；
图13是本实用新型一实施例所用支架的结构示意图。
具体实施方式
下文结合附图描述本实用新型的实施方式。通篇附图中采用相似的附图标记描述相似或相同的部件。这里披露的不同特征可以单独使用，或者彼此改变组合，没有规定将本实用新型限定于文中描述的特定组合。由此，所描述的实施方式不用于限定权利要求的范围。
说明中可能采用短语“在一实施方式中”、“在实施方式中”、“在一些实施方式中”，或者“在其他实施方式中”，分别可以各指根据本文披露的一个或多个相同或者不同的实施方式。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[实施例1]
如图1所示，实施例1是应用于水平布里奇曼法的半导体合成装置，其中，该合成装置包括密闭反应管4、第一炉体1和第二炉体2，第一炉体1和第二炉体2由中间管道8连接，反应管4放置在由第一炉体1、中间管道8、第二炉体2共同限定的炉腔中，对应所述第一炉体1和第二炉体2分别单独设置温度控制装置9-1、9-2。
提供1000℃以下加热的温度控制装置9-1包括2-4段控温单元，提供高于1000℃加热的温度控制装置9-2包括5-7段控温单元。
控温单元用来控制炉体的温度，可包括加热单元和测温单元。加热单元可通过高频感应线圈或电阻加热炉加热，测温单元可通过热电偶进行。
密闭反应管4的左侧放置有第一层水平舟容器11，在第一层水平舟容器11上设置有支架装置13，在支架装置13上叠置第二层水平舟容器12。支架装置13设置为支撑第二层水平舟容器12，并在第一层水平舟容器11和第二层水平舟容器12之间限定出预设的间隙，以供反应物从被叠置的水平舟容器中进出。
密闭反应管4的右侧布置另外一个水平舟容器5。
在具体的应用中，不同的水平舟中有反应物升华与另外的水平舟中的反应物反应。
[实施例2]
类似于实施例1，不同之处在于，实施例2中共设置了4个水平舟容器，其中分为两组，两组水平舟容器都采取叠置的布置方式。
如图2所示，在密闭反应管4中的水平方向的两端布置两个第一层水平舟容器11，在两个第一层水平舟容器11上分别设置有支架装置 13，在支架装置13上叠置第二层水平舟容器12。支架装置13设置为支撑第二层水平舟容器12，并在第一层水平舟容器11和第二层水平舟容器12之间提供间隙。
[实施例3]
类似于实施例1、2，如图3所示，在本实用新型实施例3中，在反应管4的水平方向布置三组水平舟容器，第一组为两个水平舟叠置，第一层水平舟容器11上设置有支架装置13，在支架装置13上叠置第二层水平舟容器12。另外两组水平舟容器5分别单独设置于水平方向的中间位置和右侧位置。
[实施例4]
类似于实施例1、2、3，不同之处在于，实施例4提供了3组双层叠置的水平舟。如图4所示，在密闭反应管4中，于水平方向布置三个第一层水平舟容器11，在第一层水平舟容器11上分别设置有支架装置13，在支架装置13上分别叠置三个第二层水平舟容器12，其中，支架装置13设置为支撑第二层水平舟容器12，并在第一层水平舟容器 11和第二层水平舟容器12之间提供预设间隙。
[实施例5]
如图5所示，实施例5装置应用于水平布里奇曼法砷化镓半导体制备，其中，该合成装置包括密闭反应管4、第一炉体1和第二炉体2，其中，第一炉体1和第二炉体2由中间管道8连接，反应管4放置在由第一炉体1、中间管道8、第二炉体2共同限定的炉腔中，对应所述第一炉体1和第二炉体2分别单独设置温度控制装置9-1、9-2。
第二炉体2由6段控温组成，第一炉体1由3段控温组成。
控温单元用来控制炉体的温度，可包括加热单元和测温单元。加热单元可通过高频感应线圈或电阻加热炉加热，测温单元可通过热电偶进行。
用石英密闭反应管4密封的砷舟5和镓舟11、12分别放置在第一炉体1内和第二炉体2内。第二层镓舟12通过设置支架装置13叠置于第一层镓舟11上，第一层镓舟11与第二层镓舟12之间设定了一定间隙，以供反应物砷从被叠置的水平舟容器中进出。该设置可使得通过该实施例的装置一次制得两根砷化镓晶体棒。
通过不同的设置和组合，本领域技术人员根据需要和目标产物的不同，可以反在应管中放置更多种反应产物，或者，配合更合理的布置方式和控制加热方式。
本实用新型的装置通过水平舟容器的叠置设置，可一次同时合成多个晶棒，提高了生产效率，降低了生产成本；为了提高所合成产品的品质，本实用新型进一步通过在加热方式上采用双炉的加热结构，将低温区和高温区分别用炉体进行温度控制，从而使得合成半导体时温度易于控制，实现了炉体温度的精确控制，籍此，一次合成的多个半导体如多晶或单晶的配比均匀，合格率高。
对于实施例1-5的进一步的变化实施方式如下。
[炉体]
可选地，在所述中间管道8的外周包覆有保温材料10。由于高温区与低温区之间设置适当的保温措施，使得蒸发的组分得以完全与其他组分反应，得到配比均匀、性能良好的半导体化合物。
可选地，第一炉体1和第二炉体2至少之一的内侧壁进一步设置间隔层3，以在间隔层3包围空间内限定均匀加热的炉腔，用来改善内部热场均匀性，以更有利于合成的半导体产品配比的均匀性和进一步提高合格率。
可选地，间隔层3构造为石英管、碳化硅管、莫来石管或其组合套管，优选为碳化硅管、莫来石管或其组合套管，更耐用，同时可更有效地降低内部径向温度的不均匀性。
可选地，密闭反应管4在第一炉体1和第二炉体2中放置时，与内侧壁之间由间隔层3隔开。
可选地，第一炉体1和第二炉体2之间的间距为15-20cm。
两个炉室之间隔开一定距离，可避免由于热扩散和热辐射等原因导致的难以进行低温区的温度控制。然而，该距离太长如大于20cm，易造成中部过冷，太短如小于15cm，达不到低温区和高温区的温度控制，本发明人通过研究发现，上述范围的间距可实现低温区和高温区的温度控制同时使得中部连接处温度始终在合适范围内，保证反应顺利进行，获得配比均匀的半导体产品。
可选地，在中间管道8的外周包覆的保温材料10为低密度保温材料，其包覆厚度为3cm-5cm。该材料的厚度太薄，不能有效保温，太厚浪费原料，因此选择上述范围即可满足保温要求同时使得成本最小化。
所述低密度保温材料为由包含二氧化硅和/或氧化铝的组分制得的材料。保温材料也称为保温隔热材料，是指对热流具有显著阻抗性的材料或材料复合体，保温隔热材料的共同特点是轻质、疏松，呈多孔状或纤维状，以其内部不流动的空气阻隔热的传导其中无机材料有不燃、使用温度宽、耐化学腐蚀性较好等。本实用新型使用的保温材料例如为包含二氧化硅组分制得的保温材料，包含氧化铝组分制得的保温材料，包含二氧化硅和氧化铝组分制得的保温材料。具体制备方法及产品可参照本领域已知的方法，如CN 101671158A、CN102795781A等公开的方法制备的产品。
可选地，制备装置还包括第一炉体1和第二炉体2两端的保温密封材料板7。保温密封材料板7可例如为保温棉板、硅酸纤维板等。第一炉体和第二炉体的保温密封材料可以使用相同材料也可以使用不同材料，例如第一炉室的保温材料可使用适合于提供较低温度炉体的保温材料，第二炉室的保温材料可使用适合于提供较高温度炉体的保温材料。
[反应管]
实施方式中使用的反应管可为石英反应管，尺寸可为本领域一般使用的尺寸，如具有80mm的内径。其中放置的水平舟容器的内径与反应管相适应，可稍小于反应管的内径，深度可根据放置的层数设置，如设置两层，则水平舟容器的深度约为40mm以下，例如20-35mm，具体为24mm、28mm、31mm、34mm等。
[水平舟]
HB法是将生长单晶的原料放在一种器皿中，器皿放入圆管中，抽真空后封闭管口，这种器皿一般称之为“舟”。目前，从用途上分，有合成舟和拉晶舟。合成舟是用于合成多晶的；而用于生长单晶的称之为拉晶舟。
合成舟的敞口部可为长方形，可见图5所示的投影示意图；或一端为半圆形的，见图6所示的投影示意图；或者两端均为半圆形，见图7所示的投影示意图。半圆形舟应用了几十年，其最大特点是加工容易，圆形管一破两半，再加上舟头和/或舟尾即可。合成舟或拉晶舟的主体截面一般采用半圆形，见图8所示。当然，也可为正方形，如图9所示，或本领域使用的其他形状。
投影示意图中左上图为主视图，左下图为俯视图，右上图为左视图。
单晶生长用舟在多晶合成舟的基础上增加籽晶区和放肩部，构成如下：最前端的叫籽晶腔，籽晶腔有方形、矩形、半圆形等多种；在主体和籽晶腔之间的部分叫放肩部，作用是平滑联接籽晶腔和舟的主体。中间是单晶生长舟的主体部分，最后是舟尾。具体可参见图10所示，图中z1-z4依次为籽晶腔部分、放肩部分、等径部分(也即主体部分)以及舟尾部分。
[支架装置]
可选地，支架装置13可以为单独设置的部件，或者支架装置13 与水平舟容器一体设置，例如，支架装置13与第一层水平舟11的上部或者第二层水平舟12的下部一体设置。一体设置更方便使用，有利于实现工业化生产，且使用时也更有利于结构的稳定。
可选地，水平舟容器包括主体部分，所述主体部分设置在水平舟容器大致中部，该主体部分的横截面为大致U形。
可选地，支架装置13设置为桥状部件，桥状部件两端分别搭扣于第一层水平舟11的与反应管4的轴向大致平行布置的两个侧壁上。
可选地，支架装置13的中部设置有下凹的弧状部20，以与第二层水平舟容器12的底部形状相符。
可选地，如图11、图12中所示，支架装置13还包括水平部30，水平部30的厚度为2-3mm，弧状部20的厚度为2.5-3.5mm，弧状部 20的厚度稍微大于水平部的厚度，例如，弧状部20的厚度较水平部 30的厚度大0.2-0.5mm。此种设置方式更有利于稳定地支撑上层放置的舟，使支架装置更耐用，且有利于反应充分顺利进行。
可选地，弧状部20的弧长占放置于该支架上的水平舟容器外表面长度的1/4-1/2，优选为1/3。
可选地，支架装置13还包括两个凹槽10，凹槽10用于将支架3 搭扣于水平舟容器2上。凹槽10可设置在水平部30靠近端部的位置，如图11、图12中所示。
为了使得支架支撑的上层水平舟容器更稳固，可选地，凹槽10的深度为1-1.5mm，更有利地是1.2-1.4mm，最有利地是约1.3mm，使得搭扣更稳固，两个凹槽的深度相同。
本实用新型中使用的支架13的宽度、厚度及凹槽10相关尺寸可根据实际需要进行调整。凹槽10的长度可根据水平舟容器的壁厚设定，刚好卡合或者稍大于壁厚均可。
本实用新型中支架的长度可根据支架所跨越的下层水平舟容器的宽度而定，并且以方便叠层舟更好的在石英管内部的移动为考虑。支架的一种具体形式为桥梁式支架。
可选地，一个水平舟上设置支架装置13的数量为1、2、3、4个等，可选为2个以上，尤其为3个。
可选地，实施方式的反应装置用于半导体合成或半导体掺杂反应。
可选地，反应装置用于砷化镓多晶合成或砷化镓单晶合成，可选地，用于砷化镓多晶合成。
可选地，支架装置由PBN(热解氮化硼)材料制成，或者是在石墨材料的表面沉积一层PBN(热解氮化硼)材料。选用支架装置材料需要考虑不在反应过程中引进杂质。
本实用新型的一个实施例还提供了一种砷化镓多晶的合成装置，第一炉体为低温区炉体和第二炉体为高温区炉体，装有砷的水平舟容器和装有镓的水平舟容器分别放置在低温区炉体内和高温区炉体内，装有镓的水平舟容器设置为叠置，以在一次制备过程中提供多个砷化镓多晶棒。
本实用新型可应用于一种砷化镓多晶的合成工艺，使用本实用新型提供砷化镓多晶的合成装置，其中，在叠置的水平舟中，上层水平舟容器的装料重量小于下层水平舟容器的装料重量。反应时密闭反应管抽真空或者充惰性气体进行保护。
可选地，下层水平舟容器的装料重量为上层水平舟容器的装料重量的1-1.5倍，更有利地是1.3倍左右。
为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面以砷化镓的多晶合成为例进行说明。
为了验证本实用新型为达成预订目的所采取的技术手段及功效，按下述实施方案重复生产实验3次，具体的实施过程详细如下：
(1)用氢氟酸、硝酸的混合酸及去离子水将石英安瓿、PBN舟及PBN桥等物料清洗干净，并用乙醇脱水风干备用；
(2)将清洗干净的PBN舟放入干净的石英烤炉内进行烘烤，烘烤温度为600-900℃左右，烘烤时间为2-4小时，然后自然冷却至室温待用；
(3)称取约2000g的6N镓放置在一个PBN舟中，并将其放入石英安瓿开口的端部，并在该舟上均匀的放置3根PBN桥，另外称取约1500g的6N镓放置在另外一个PBN舟中，并将其放在装有PBN桥的舟上，并同时一起推入石英安瓿底部；称取约3680g的6N砷放置在一个PBN舟中，并将该舟放入洗干净的石英安瓿端口，最后盖上石英帽；
(4)将安装好的石英安瓿移至烤炉上，抽真空，并加热至温度在 150-300℃，保温3-4小时后关闭电源，并进行真空密封焊接，并自然冷却至室温；
(5)将装有砷和镓并密封好的石英安瓿装入HB水平炉体内，装砷的舟一端放在低温区炉内，装镓的舟的一端放在高温区炉内，两端用保温棉进行密封；
(6)按预设的加热程序加热，将低温区的温度控制在620-650℃左右，高温区炉体的温度在1250-1255℃，并保温1-3h，待反应完全后，按预设的降温程序进行降温至室温；
(7)从炉体内取出石英安瓿，从砷端将石英管切开，将合成好的半圆形多晶棒取出并进行检测。
三次合成出的多晶棒表面光泽，致密、无孔洞、无富镓、合成比例佳；每炉任取1条多晶棒取头尾部片进行测试，三次合成的多晶的合格率和电性能参数具体如下表1中所示。
表1
本实用新型通过水平舟容器叠层放置的构造，在不增加反应管容积的情况下，可一次允许制作多根晶棒，提高了生产效率，降低了成本。同时配合通过第一炉体和第二炉体分别单独设置温度控制装置，实现了有效地独立控制高温区与低温区的温度，减少不期望的热辐射影响，以及，防止因石英管变形和开裂等导致的多晶料氧化或砷泄露；从表1所示数据可以看出，得到的砷化镓晶棒配比均匀、性能良好。
本实用新型至少包括如下的概念：
概念1.一种应用于水平布里奇曼法的半导体合成装置，其中，该合成装置包括密闭反应管、第一炉体和第二炉体，其中，所述第一炉体和所述第二炉体由中间管道连接，所述反应管放置在由所述第一炉体、所述中间管道、所述第二炉体共同限定的炉腔中，对应所述第一炉体和第二炉体分别单独设置温度控制装置，
其中，所述反应管在水平方向的不同位置处布置有多个水平舟容器，所述多个水平舟容器包括至少一个第一层水平舟容器，在所述第一层水平舟容器的至少一个上设置有支架装置，在所述支架装置上叠置一第二层水平舟容器，其中，所述支架装置设置为支撑所述第二层水平舟容器，并在所述第一层水平舟容器和第二层水平舟容器之间提供间隙。
概念2.根据概念1所述的半导体合成装置，在所述中间管道的外周包覆有保温材料。
概念3.根据概念1或2所述的半导体合成装置，其中，第一炉体和所述第二炉体至少之一的内侧壁进一步设置间隔层，以在间隔层包围空间内限定均匀加热的炉腔。
概念4.根据概念3所述的半导体合成装置，其中，所述间隔层构造为石英管、碳化硅管、莫来石管或其组合套管。
概念5.根据概念3所述的半导体合成装置，其中，所述密闭反应管在第一炉体和所述第二炉体中放置时，与所述内侧壁之间由所述间隔层隔开。
概念6.根据概念1-5中任一项所述的半导体合成装置，其中，提供1000℃以下加热的温度控制装置包括2-4段控温单元，提供高于1000℃加热的温度控制装置包括5-7段控温单元。
概念7.根据概念1-6中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述第一炉体和所述第二炉体之间的间距为15-20cm。
概念8.根据概念2-7中任一项所述的半导体合成装置，其中，在所述中间管道的外周包覆的保温材料为低密度保温材料，其包覆厚度为3cm-5cm。
概念9.根据概念1-8中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置为单独设置的部件。
概念10.根据概念1-8中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置与水平舟容器一体设置。
概念11.根据概念10所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置与第一层水平舟容器的上部或者第二层水平舟容器的下部一体设置。
概念12.根据概念1-11中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述水平舟容器包括主体部分，所述主体部分设置在水平舟容器大致中部，该主体部分的横截面为大致U形。
概念13.根据概念1-12中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置为桥状部件，所述桥状部件两端分别搭扣于第一层水平舟的与所述反应管的轴向大致平行布置的两个侧壁上。
概念14.根据概念13所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置的中部设置有下凹的弧状部，以与第二层水平舟容器的底部形状相符。
概念15.根据概念14所述的半导体合成装置，其中，所述弧状部的弧长占放置于该支架上的水平舟容器外表面长度的1/4-1/2，优选为1/3。
概念16.根据概念1-15中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述支架还包括两个凹槽，所述凹槽用于将支架搭扣于水平舟容器上。
概念17.根据概念1-16中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置的数量为2个以上。
概念18.根据概念1-17中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述支架装置由PBN材料制成，或者是在石墨材料的表面沉积一层 PBN材料。
概念19.根据概念1-18中任一项所述的半导体合成装置，其中，所述装置用于半导体合成或半导体掺杂。
概念20.根据概念19所述的半导体合成装置，其中，所述反应装置用于砷化镓多晶合成或砷化镓单晶合成。
概念21.一种砷化镓多晶的合成装置，包括概念1-20中任一项所述的装置，所述第一炉体为低温区炉体和所述第二炉体为高温区炉体，装有砷的水平舟容器和装有镓的水平舟容器分别放置在所述低温区炉体内和所述高温区炉体内，装有镓的水平舟容器设置为叠置，以在一次制备过程中提供多个砷化镓多晶棒。
概念22.根据概念21所述的合成装置，其中，所述高温区炉体由6段控温组成，所述低温区炉体由3段控温组成。
可以理解的是，以上实施例及其优选/可选的实例仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
