本申请涉及半导体制备，更具体地说，涉及一种制备异形半导体晶体的装置和方法。
背景技术：
1、目前制备氧化镓晶胚的工艺，生长的氧化镓晶胚通常为片状或者圆柱状，在制备衬底时，通常是按形貌将片状晶体或圆柱状晶体加工为晶圆，受晶体本身形貌及晶相限制，参考图1，片状晶体更适合加工为（001）面的氧化镓衬底，圆柱状晶体更适合加工为（010）面的氧化镓衬底，由于同一炉次或同一坩埚生长的晶体不能同时生长出方形和圆柱形晶胚，导致同一炉次或同一坩埚生长的晶体很难同时批量加工出较大尺寸的（001）面和（010）面的氧化镓衬底。
技术实现思路
1、鉴于由于同一炉次或同一坩埚生长的晶体不能同时生长出方形和圆柱形的晶胚的问题，本申请提出一种能同时生长出方形和圆柱形的异形半导体晶胚的装置和方法。
2、第一方面，本申请提出一种制备异形半导体晶体的装置，并采用如下技术方案。
3、一种制备异形半导体晶体的装置，包括容器、加热件、两个半圆柱模具、两个方块模具、支撑件和驱动件。所述加热件设置在所述容器的周侧；两个所述半圆柱模具相互间隔并且相互对称的固定于所述容器之中；两个所述方块模具相互间隔并且相互对称的设置在两个所述半圆柱模具之间；每个所述方块模具活动贴合于一个所述半圆柱模具；所述方块模具的宽度等于所述半圆柱模具的直径，并且所述方块模具的两端对齐所述半圆柱模具的两端。两个所述方块模具之间形成毛细狭缝；所述支撑件固定在两个所述方块模具的侧边；所述驱动件连接所述容器，配置为能驱动所述容器以所述半圆柱模具的轴向为运动方向而来回移动，得到两个所述方块模具凸出于两个所述半圆柱模具之上的第一状态，以及两个所述方块模具的上表面平齐于两个所述半圆柱模具的上端面的第二状态。
4、通过采用上述技术方案，容器中可装载半导体晶体，加热件可以加热晶体使之熔化，熔化的浆液可以顺着毛细狭缝上升，通过加热温度的调整，使浆液先铺满两个方块模具上表面，使用籽晶来引导浆液向上生长，在该装置处于第一状态时可以生长出方块形的晶胚，在该装置处于第二状态时可以生长出圆柱形的晶胚，连续两个状态的生长，可以生长出上部为方形、下部为圆柱形的异形半导体晶体，解决了同一炉次或同一坩埚生长的晶体不能同时生长出方形和圆柱形的晶胚的问题。
5、作为该制备异形半导体晶体的装置的一种改进，所述半圆柱模具的高度大于所述方块模具的高度。
6、通过采用上述技术方案，在该装置处于第二状态时，方块模具底部悬空，更有利于熔化的半导体浆液涌入毛细狭缝之中。
7、作为该制备异形半导体晶体的装置的一种改进，所述方块模具的厚度≤所述半圆柱模具的直径的1/10。
8、通过采用上述技术方案，该厚度比例的方块模具，使得两个半圆柱模具和两个方块模具组成的结构更为接近标准的圆柱形，在该装置处于第二状态时，可以牵拉出圆柱形的晶胚。
9、作为该制备异形半导体晶体的装置的一种改进，所述驱动件能驱动所述容器，使得两个所述方块模具凸出于两个所述半圆柱模具的高度差为2-10mm。
10、通过采用上述技术方案，在2-10mm的高度差时，在制备晶胚时，熔化的晶体浆液不会放肩到半圆柱模具上，生长的晶体为方状片状晶胚。
11、作为该制备异形半导体晶体的装置的一种改进，所述毛细狭缝的宽度为0.1~1mm。
12、通过采用上述技术方案，熔化的晶体浆液可以较容易的顺着该宽度的毛细狭缝上涌至方块模具的上端。
13、作为该制备异形半导体晶体的装置的一种改进，所述制备异形半导体晶体的装置还包括保温底件；所述保温底件固定在所述容器和所述驱动件之间。
14、通过采用上述技术方案，保温底件加强容器保温效果，减少底部浆液结块现象的发生。
15、作为该制备异形半导体晶体的装置的一种改进，所述支撑件搭载在所述加热件上。
16、通过采用上述技术方案，支撑件可以和加热件同步保持不动，使得两个方块模具保持不动，而通过驱动件来驱动容器和两个半圆柱模具上下移动，使得两个方块模具和两个半圆柱模具相对移动而达到上述的第一状态或者第二状态。
17、第二方面，本申请提出一种制备异形半导体晶体的方法，并采用如下技术方案。
18、一种制备异形半导体晶体的方法，使用上述的装置来制备异形半导体晶体；所述方法包括以下步骤。
19、在容器中加入半导体原料；在两个方块模具上方吊装半导体籽晶。
20、利用驱动件调整容器位置，容器带动两个半圆柱模具移动，直至两个方块模具凸出于两个半圆柱模具。
21、通过加热件加热容器，直到半导体原料熔化，半导体浆液通过毛细狭缝上升至两个方块模具上表面。
22、下降半导体籽晶，使其与渗透至两个方块模具上表面的半导体浆液接触，并通过加热件调整加热温度，使得半导体籽晶的下端熔化。
23、提拉半导体籽晶，带动半导体浆液上升，实现半导体缩颈生长。
24、调整加热温度直到半导体浆液放肩至铺满两个方块模具的上表面；继续提拉半导体籽晶实现半导体等径生长出方块晶胚，直到生长的方块晶胚达到所需长度后，再次利用驱动件调整容器位置，直到两个半圆柱模具和两个方块模具齐平。
25、进一步调整加热温度，使得半导体浆液进一步放肩至铺满两个半圆柱模具，继续提拉半导体籽晶实现半导体等径生长出圆柱形晶胚。
26、降温结束生长，得到上部分为方块形、下部分为圆柱形的异形半导体晶体。
27、通过采用上述技术方案，解决了同一炉次或同一坩埚生长的晶体不能同时生长出方形和圆柱形的晶胚的问题。
28、作为上述制备异形半导体晶体的方法的一种优选，等径生长方块晶胚时，两个半圆柱模具与两个方块模具的高度差为2-10mm。
29、通过采用上述技术方案，方块模具与半圆柱模具存在2-10mm高度差，使得方块模具上的晶体浆液不会放肩到半圆柱模具上，生长的晶体为方形片状晶胚。
30、作为上述制备异形半导体晶体的方法的一种优选，所述半导体为氧化镓。
31、通过采用上述技术方案，氧化镓可以通过该方法获得上部分为方块形、下部分为圆柱形的异形半导体晶体。
32、综上所述，本申请的制备异形半导体晶体的装置设置两个半圆柱模和两个方块模具，本申请的制备异形半导体晶体的方法通过在生长过程中改变氧化镓晶体的生长形貌，获得不同晶向的氧化镓晶体，解决了同一炉次不能同时生长片状晶体和圆柱状晶胚的问题，使得同一炉次生长得晶胚可以同时用于（001）面和（010）面氧化镓衬底的加工。
1.一种制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，包括容器（1）、加热件（2）、两个半圆柱模具（3）、两个方块模具（4）、支撑件（5）和驱动件（6）；
2.根据权利要求1所述的制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，所述半圆柱模具（3）的高度大于所述方块模具（4）的高度。
3.根据权利要求1或2所述的制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，所述方块模具（4）的厚度≤所述半圆柱模具（3）的直径的1/10。
4.根据权利要求1所述的制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，所述驱动件（6）能驱动所述容器（1），使得两个所述方块模具（4）凸出于两个所述半圆柱模具（3）的高度差为2-10mm。
5.根据权利要求1所述的制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，所述毛细狭缝（7）的宽度为0.1~1mm。
6.根据权利要求1所述的制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，所述制备异形半导体晶体的装置还包括保温底件（9）；所述保温底件（9）固定在所述容器（1）和所述驱动件（6）之间。
7.根据权利要求1所述的制备异形半导体晶体的装置，其特征在于，所述支撑件（5）搭载在所述加热件（2）上。
8.一种制备异形半导体晶体的方法，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的装置来制备异形半导体晶体；所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备异形半导体晶体的方法，其特征在于，等径生长方块晶胚（11）时，两个半圆柱模具（3）与两个方块模具（4）的高度差为2-10mm。
10.根据权利要求8所述的制备异形半导体晶体的方法，其特征在于，所述半导体为氧化镓。
