半导体材料生产系统及生产方法技术方案

本发明专利技术涉及一种半导体材料生产系统，包括：清洗装置、干燥装置、充氨装置、抽真空装置、多个反应釜和多组输送管道，清洗装置、干燥装置、充氨装置、抽真空装置均可通过输送管道与同一个反应釜连通并传输物料至同一个反应釜，避免人工将反应釜搬运至各设备处，可节省生产时间，提高生产效率，降低生产成本。

Semiconductor material production system and method

【技术实现步骤摘要】
半导体材料生产系统及生产方法
本专利技术涉及晶体生长设备
，特别是涉及一种半导体材料生产系统及生产方法。
技术介绍
第三代半导体材料是以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、金刚石、氧化锌为代表的宽禁带半导体材料，其带隙能可达3.3～5.5eV,与传统的第一代半导体材料第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等独特的性能，使其在光电子器件、电力电子、射频微波器件、激光器和探测器等方面展现出巨大的应用潜力。第三代半导体材料中关于氮化镓的研究较为广泛。氮化镓单晶的生长方法有氢化物气相外延法、高压氮气溶液法、氨热法、Na助熔剂法等，但是单晶生长技术目前并不成熟，还未达到广泛应用。上述方法之中氨热法易于获得较大尺寸的单晶，可以批量化生产氮化镓单晶。氨热法的工艺流程主要分为充氨、填料、生长和清洗等四部分，当反应釜为小尺寸研发级别时，可使用人工搬运反应釜，将反应釜搬运至执行不同工艺流程的设备处，但当需要进行工业化批量生长氮化镓单晶时反应釜尺寸较大，人工搬运反应釜难度大、成本高、效率低，不利于批量生产。
技术实现思路
基于此，有必要针对工业化批量生产氮化镓单晶时反应釜尺寸较大人工搬运成本高效率低的问题，提供一种半导体材料生产系统及生产方法。一种半导体材料生产系统，包括：清洗装置、干燥装置、充氨装置、抽真空装置、多个反应釜和多组输送管道；所述输送管道包括清洗管道和供应管道，所述清洗装置通过所述清洗管道输送清洗液至所述反应釜，所述清洗管道包括清洗主管道和连接于所述清洗主管道上的多个清洗管道支路，每个所述清洗管道支路的出口与所述反应釜的开口一一对应；所述充氨装置、所述干燥装置和所述抽真空装置连接至所述供应管道，所述供应管道包括供应主管道和连接于所述供应主管道上的多个供应管道支路，每个所述供应管道支路的出口与所述反应釜的开口一一对应。在其中一个实施例中，所述清洗装置包括纯水槽和溶液槽；所述清洗管道包括第一组管道和第二组管道，所述第一组管道包括第一清洗主管道和连接所述第一清洗主管道的多个第一清洗管道支路，每个所述第一清洗管道支路的出口与每个所述反应釜一一对应，所述第二组管道包括第二清洗主管道和连接所述第二清洗主管道的多个第二清洗管道支路，每个所述第二清洗管道支路的出口与每个所述反应釜的开口一一对应；所述纯水槽通过所述第一组管道连接至所述每个所述反应釜，所述溶液槽通过所述第二组管道连接至每个所述反应釜。在其中一个实施例中，所述第一清洗主管道上还设置有进水泵，每个所述第一清洗管道支路上设置有进水阀。在其中一个实施例中，所述第二清洗主管道上还设置有进液泵，每个所述第二清洗管道支路上还设置有进液阀。在其中一个实施例中，所述输送管道还包括循环管道，所述循环管道包括循环主管道和连接所述循环主管道的多个循环支路，所述循环主管道连接至所述溶液槽，所述循环支路的端口与所述反应釜的开口一一对应。在其中一个实施例中，所述循环支路上设置有循环泵和循环阀，所述循环泵用于抽取所述反应釜中的清洗液。在其中一个实施例中，所述充氨装置、所述干燥装置和所述抽真空装置通过四通阀门连接至所述供应管道。在其中一个实施例中，还包括质量流量计，所述充氨装置通过所述质量流量计连接所述四通阀门。在其中一个实施例中，还包括控制装置，用于控制所述进水泵、进水阀、进液泵、进液阀、循环泵、循环阀、真空泵和所述四通阀门工作。一种半导体材料生产方法，利用前述半导体材料生产系统生产，所述方法包括：清洗反应釜并对所述反应釜进行干燥处理；向所述反应釜内填充生长材料；对所述反应釜抽真空；向所述反应釜内充氨；加热所述反应釜并保温保压，以使所述反应釜内生长结晶。上述导体材料生产系统及方法在生产过程中将各个设备集中，清洗装置、干燥装置、充氨装置、抽真空装置均可通过输送管道与同一个反应釜连通并传输物料至同一个反应釜，避免人工将反应釜搬运至各设备处，可节省生产时间，提高生产效率，降低生产成本。附图说明图1为本申请的一个实施例提供的半导体材料生产系统结构图；图2为本申请的又一实施例提供的半导体材料生产系统结构图；图3为本申请的另一实施例提供的半导体材料生产系统结构图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本专利技术。如图1所示，本申请提供的半导体材料生产系统包括清洗装置100、干燥装置200、充氨装置300、抽真空装置400、多个反应釜500和多组输送管道600。多个反应釜500阵列排布，反应釜500中可加入反应原料以产生半导体材料。本申请提供的半导体材料生产系统可用于生产多种半导体材料，本实施例中以生产氮化镓材料为例进行说明。反应釜500包括盖体和筒体，盖体设置于筒体的开口处，用于密封筒体。筒体包括容纳氮化镓籽晶、多晶培养料、氨、矿化剂等材料的第一筒体和套设于第一筒体外壁的第二筒体。第一筒体内部设有带通孔的隔板，隔板用于将第一筒体内部的容纳空腔分隔为上下两部分，下部容纳空腔用于容纳籽晶，上部容纳空腔用于容纳多晶原料，或下部容纳空腔用于容纳多晶原料，上部容纳空腔用于容纳籽晶亦可。第二筒体配置为使第一筒体产生压缩预应力，以平衡部分由反应釜内部的超高压环境所造成的周向应力。第二筒体外壁还设置有加热部件，加热部件包括分别对应容纳空腔下部的第一加热件和对应容纳空腔上部的第二加热件，两个加热部件可独立控制加热温度以使容纳空腔上部具有预设温差，以便于晶体生长。清洗装置100、干燥装置200、充氨装置300和抽真空装置400均通过输送管道600连接至反应釜500，用于输送物料至反应釜500或对反应釜500抽真空。具体的，输送管道包括清洗管道610和供应管道620，清洗装置100通过清洗管道610连通至每个反应釜500，干燥装置200、充氨装置300和抽真空装置400通过四通阀门700连接至供应管道620，并通过供应管道620连通至每个反应釜500。其中，清洗管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体材料生产系统，其特征在于，包括：清洗装置、干燥装置、充氨装置、抽真空装置、多个反应釜和多组输送管道；/n所述输送管道包括清洗管道和供应管道，所述清洗装置通过所述清洗管道输送清洗液至所述反应釜，所述清洗管道包括清洗主管道和连接于所述清洗主管道上的多个清洗管道支路，每个所述清洗管道支路的出口与所述反应釜的开口一一对应；/n所述充氨装置、所述干燥装置和所述抽真空装置连接至所述供应管道，所述供应管道包括供应主管道和连接于所述供应主管道上的多个供应管道支路，每个所述供应管道支路的出口与所述反应釜的开口一一对应。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体材料生产系统，其特征在于，包括：清洗装置、干燥装置、充氨装置、抽真空装置、多个反应釜和多组输送管道；
所述输送管道包括清洗管道和供应管道，所述清洗装置通过所述清洗管道输送清洗液至所述反应釜，所述清洗管道包括清洗主管道和连接于所述清洗主管道上的多个清洗管道支路，每个所述清洗管道支路的出口与所述反应釜的开口一一对应；
所述充氨装置、所述干燥装置和所述抽真空装置连接至所述供应管道，所述供应管道包括供应主管道和连接于所述供应主管道上的多个供应管道支路，每个所述供应管道支路的出口与所述反应釜的开口一一对应。


2.根据权利要求1所述的半导体材料生产系统，其特征在于，所述清洗装置包括纯水槽和溶液槽；
所述清洗管道包括第一组管道和第二组管道，所述第一组管道包括第一清洗主管道和连接所述第一清洗主管道的多个第一清洗管道支路，每个所述第一清洗管道支路的出口与每个所述反应釜一一对应，所述第二组管道包括第二清洗主管道和连接所述第二清洗主管道的多个第二清洗管道支路，每个所述第二清洗管道支路的出口与每个所述反应釜的开口一一对应；
所述纯水槽通过所述第一组管道连接至所述每个所述反应釜，所述溶液槽通过所述第二组管道连接至每个所述反应釜。


3.根据权利要求2所述的半导体材料生产系统，其特征在于，所述第一清洗主管道上还设置有进水泵，每个所述第一清洗管道支路上设置有进水阀。


4.根据权利要求3所述的半导体材料生产系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔焜，高明哲，林岳明，
申请(专利权)人：上海玺唐半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31