一种沉积装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种沉积装置，所述沉积装置包括传输腔以及与所述传输腔相连的至少两个反应腔、缓冲腔和装卸腔；由于氮化物深紫外发光二极管结构所需的铝氮缓冲层与铝镓氮薄膜和镓氮薄膜所需的外延生长的工艺条件差异大，因此本实用新型专利技术提出了一种沉积装置反应腔的设计思路，区别于现有技术采用单一反应腔一步式外延生长结构，本实用新型专利技术采用两种类型反应腔配置的沉积系统，可以实现以分步集成方式外延生长紫外发光二极管结构，以达到提高深紫外器件的发光效率、良品率及产能，并降低外延生产的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种沉积装置
本技术涉及化学气相沉积
，尤其涉及一种沉积装置。
技术介绍
宽能隙氮化物材料由于具有直接能隙的特性，因此在短波长发光器件上一直受到相当大的注目。随着铟镓氮蓝光及白光发光二极管的成功，及近几年对紫外光源杀菌净水的需求，用于紫外及深紫外的高铝含量铝镓氮材料外延结构制备开始受到重视。由于氮化物一直是在异质基板上发展器件结构外延技术，所以原先用于蓝光器件的镓氮缓冲层必须转变成对紫外光透明不吸收的铝氮缓冲层方可不影响紫外发光器件的出光效能。紫外光的铝镓氮量子井发光结构由于缺乏了铟氮对载子特有的局部局限效应，因此紫外光量子井的发光效率容易受到结构内的缺陷影响，所以提高铝氮缓冲层的晶体质量对于制备高效能的氮化物紫外发光器件是至关重要的技术发展方向。金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备为一种典型的外延化学气相沉积(CVD)设备，设备中设有真空的反应腔，反应腔中设有晶圆托盘，通过反应气体进气装置(例如喷淋头设计)将反应气体引入反应腔内，并输送到晶圆表面上进行反应，从而生长出特定的外延材料及结构。由于MOCVD设备优异的反应气体切换能力，能够提供高性能光电器件外延晶圆所需的量子结构界面，是现在大规模生产III/V半导体器件的关键性设备。相较于制备蓝光发光二极管的MOCVD设备，制备紫外发光器件的MOCVD设备所需涵盖的工艺条件明显宽广许多：反应温度需涵盖到1400℃，V/III需求在10～2000之间，更高的气流速度，更低的生长反应腔压力及更复杂的化学气体组分。再以成长高质量铝氮外延薄膜为例，由于需要操作在超高温度以提高晶体质量，而超高操作温对于MOCVD反应腔的温场，流场及真空系统等设计均带来极高的挑战。此外由于三甲基铝(TMA)有机金属源与氨气之间的极强预反应效应，导致铝氮的工艺窗口通常设定在极低的V/III比条件，而这又会造成附着在反应腔内表面的副产物附着物型态与其他氮化物的副产物型态有着很大的差异，在MOCVD设备运作实际生产时缩短了生产设备的维护周期。CN204111865U公开了一种化学气相沉积装置，至少包括：表面在竖直平面内且相互平行的固定板和调节板；该调节板设有槽；所述槽由若干并行的单元槽组成，每个单元槽包含两列且相互贯通的通孔；该两列通孔彼此交错且相邻交错通孔间的垂直距离小于10毫米；该固定板设有与每个通孔对应的螺纹孔；螺栓组件由紧固于螺纹孔中的螺丝、固定于螺丝一端且位于固定板和调节板间的方形块及固定于方形块且嵌于通孔中的支撑块组成；所述螺丝位于与该方形块接触面的非中心位置；由一支柱的一端支撑的托盘；该支柱的另一端固定于调节板。利用该技术的化学气相沉积装置可以实现对托盘上下移动距离的微调，使得晶圆上沉积薄膜的更加均匀，提高产品的良率。但是该装置难以适应紫外发光器件外延晶圆的制备条件，制备得到的深紫外器件的效率和良率均无法达到生产要求。综上所述，若以既有的蓝光外延生产设备执行紫外发光器件的外延生产必定会面临到设备不适和稳定生产的技术瓶颈。因此，本领域亟待开发一种用于深紫外发光器件(DUVLED)外延晶圆制备的沉积装置，且制备得到高发光效率和良率的深紫外发光器件。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的之一在于提供一种沉积装置，尤其在于提供一种化学气相沉积装置。所述沉积装置可以用于深紫外发光器件(DUVLED)外延晶圆制备，提高深紫外器件的发光效率、良品率及产能，并降低外延生产的成本。为达此目的，本技术采用如下技术方案：本技术提供一种沉积装置，所述沉积装置包括传输腔以及与所述传输腔相连的至少两个(例如两个、三个、四个、五个等)反应腔、缓冲腔和装卸腔；所述至少两个反应腔包括第一反应腔和第二反应腔；所述第一反应腔用于通过外延反应在衬底基板上形成铝氮缓冲层；所述第二反应腔用于通过外延反应在已形成有铝氮缓冲层的衬底基板上形成完整的深紫外发光器件结构；所述装卸腔用于放置已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板，或用于放置待进行外延反应的衬底基板；所述缓冲腔用于存放从所述第一反应腔中取出的已形成有铝氮缓冲层的衬底基板，或者用于存放从所述第二反应腔中取出的已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板。本技术提供了一种新型沉积装置，设置至少两个反应腔室，其中，第一反应腔用于通过在衬底基板上外延沉积高晶体质量铝氮或铝镓氮缓冲层结构，供后续制备程序使用，第二反应腔用于通过外延反应在已形成有高质量铝氮或铝镓氮缓冲层基板上继续外延沉积氮化物DUVLED结构中所需的其他材料，并形成完整的DUVLED晶圆结构。优选地，所述沉积装置包括传输腔以及与所述传输腔相连的第一反应腔、第二反应腔、缓冲腔和装卸腔；所述第一反应腔的下方设置有第一支撑轴，所述第二反应腔的下方设置有第二支撑轴；所述第一支撑轴表面包裹有第一隔热保护罩，所述第二支撑轴表面包裹有第二隔热保护罩；所述第一反应腔用于通过外延反应在衬底基板上形成铝氮缓冲层，所述衬底基板放置于托盘上；所述第二反应腔用于通过外延反应在已形成有铝氮缓冲层的衬底基板上形成完整的深紫外发光器件结构；所述装卸腔用于放置已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板，或用于放置待进行外延反应的衬底基板；所述缓冲腔用于存放从所述第一反应腔中取出的已形成有铝氮缓冲层的衬底基板，或者用于存放从所述第二反应腔中取出的已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板；所述传输腔中设置有机械手，所述机械手用于实现衬底基板在所述第一反应腔、第二反应腔、缓冲腔与装卸腔之间的转移。本技术优选在支撑轴表面包裹隔热保护罩，能够使得支撑轴在高温环境下工作时，不会因为其温度过高而导致容易出现折断的问题，从而增加了支撑轴的寿命，也保证了工艺的稳定运行。使用本技术的装置制备DUVLED晶圆，能够提高深紫外器件的发光效率、良品率及产能，并降低外延生产的成本。优选地，所述第一隔热保护罩设置在靠近第一反应腔的一端；和/或，所述第二隔热保护罩设置在靠近第二反应腔的一端。优选地，所述第一隔热保护罩的厚度为1-3mm，例如1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm等；和/或，所述第二隔热保护罩的厚度为0.2-3mm，例如0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、2.8mm等。本技术中第一反应腔与第二反应腔依照不同的工艺、不同的反应腔结构以及不同的产量可以具有不同的高度。优选地，所述第一反应腔的顶部设置有第一喷淋头，底部设置有第一晶圆托盘，所述第一喷淋头的下表面至所述第一晶圆托盘的距离记为所述第一反应腔的高度；所述第二反应腔的顶部设置有第二喷淋头，底部设置有第二晶圆托盘，所述第二喷淋头的下表面至所述第二晶圆托盘的距离记为所述第二反应腔的高度；所述第一反应腔和所述第二反应腔的顶部均设置有位于所述第一喷淋头或所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沉积装置，其特征在于，所述沉积装置包括传输腔以及与所述传输腔相连的至少两个反应腔、缓冲腔和装卸腔；/n所述至少两个反应腔包括第一反应腔和第二反应腔；/n所述第一反应腔用于通过外延反应在衬底基板上形成铝氮缓冲层；/n所述第二反应腔用于通过外延反应在已形成有铝氮缓冲层的衬底基板上形成完整的深紫外发光器件结构；/n所述装卸腔用于放置已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板，或用于放置待进行外延反应的衬底基板；/n所述缓冲腔用于存放从所述第一反应腔中取出的已形成有铝氮缓冲层的衬底基板，或者用于存放从所述第二反应腔中取出的已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板。/n

【技术特征摘要】
1.一种沉积装置，其特征在于，所述沉积装置包括传输腔以及与所述传输腔相连的至少两个反应腔、缓冲腔和装卸腔；
所述至少两个反应腔包括第一反应腔和第二反应腔；
所述第一反应腔用于通过外延反应在衬底基板上形成铝氮缓冲层；
所述第二反应腔用于通过外延反应在已形成有铝氮缓冲层的衬底基板上形成完整的深紫外发光器件结构；
所述装卸腔用于放置已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板，或用于放置待进行外延反应的衬底基板；
所述缓冲腔用于存放从所述第一反应腔中取出的已形成有铝氮缓冲层的衬底基板，或者用于存放从所述第二反应腔中取出的已形成完整的深紫外发光器件结构的衬底基板。


2.根据权利要求1所述的沉积装置，其特征在于，所述第一反应腔的顶部设置有第一喷淋头，底部设置有第一晶圆托盘，所述第一喷淋头的下表面至所述第一晶圆托盘的距离记为所述第一反应腔的高度；
所述第二反应腔的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱华，施广涛，吕青，
申请(专利权)人：中晟光电设备上海股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31