本发明专利技术提供一种气相外延系统，包括载盘支撑装置、盖体、反应室和顶盖组件；载盘支撑装置穿过盖体，盖体与载盘支撑装置连接；反应室包括内腔室和外腔室，内腔室设置于外腔室中；顶盖组件位于反应室的一端部，包括进气管路和进气法兰，进气法兰与外腔室通过紧固装置连接，进气管路与内腔室相通以向内腔室供气；内腔室远离顶盖组件的另一端设有开口，盖体用于对内腔室的开口进行气密性开闭，载盘支撑装置可移动地设置于内腔室中；反应室可通过盖体随载盘支撑装置移动，从而实现顶盖组件与反应室之间的闭合。本发明专利技术提供的气相外延系统通过引入反应室和载盘支撑装置的双升降结构，可以在不同工况下从不同位置开启腔体，便于设备维护，简化维护流程。化维护流程。化维护流程。
【技术实现步骤摘要】
一种气相外延系统及其维护操作方法
[0001]本专利技术涉及半导体
，具体涉及外延生长
，特别是涉及一种气相外延系统及其维护操作方法。
技术介绍
[0002]III
‑
V族化合物半导体具有禁带宽、电子饱和漂移速率高、击穿电场强度高、抗辐射强、介电常数小、热稳定性好和化学性能稳定等优点，因而被广泛应用于发光二极管(LED)、激光二极管(LD)以及包括高功率、高频率、高温晶体管和集成电路的电子装置的各种半导体装置中。
[0003]气相外延工艺是生长III
‑
V族半导体的常见手段。例如，在氢化物气相外延工艺中，III
‑
V族半导体通过热的气态金属卤化物(例如GaCl或AlCl等)与V族气体(例如NH3等)反应而形成，其具有生长速率高、设备简单、制备成本低等独特优势。
[0004]目前，现有的气相外延系统多为单体式石英腔体，在大尺寸、量产型反应腔体设计中，往往需要加长腔体加热区用以确保径向传递温度均匀，导致上下料用时较长，维护不便。此外，在气相外延生产过程中，前驱物气体通过进气通道进入反应室后，将扩散至整个反应室内混合均匀，在反应室顶盖、内壁和衬底托盘上都会发生寄生反应沉积一些寄生沉积物。这将会对温度控制、衬底表面洁净度等产生影响，进而影响外延片的良率。在现有技术中，在每次生长前都需要对反应室和衬底托盘通过工艺程序进行气体蚀刻反应与高温烘烤以实现自清洁。在经过一定周期后，再通过周期性大维护清洁整个石英炉管。上述清洁流程占用了制品的生长时间，导致设备稼动率降低，并且在周期性大维护后，将需要较长的恢复过程。该问题对于大尺寸反应腔而言尤为严重。
[0005]因此，有必要提出一种新的气相外延系统及其维护操作方法，解决上述问题。
技术实现思路
[0006]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种气相外延系统及其维护操作方法，用于解决现有技术中的大尺寸反应腔不便于维护及稼动率低等问题。
[0007]为实现上述目的及其它相关目的，本专利技术提供了一种气相外延系统，包括：
[0008]载盘支撑装置，用于支撑位于所述载盘支撑装置顶部的载盘；
[0009]盖体，所述载盘支撑装置穿过所述盖体，所述盖体与所述载盘支撑装置连接；
[0010]反应室，所述反应室包括内腔室和外腔室，所述内腔室为反应腔，所述内腔室设置于所述外腔室中；
[0011]顶盖组件，位于所述反应室的一端部，所述顶盖组件包括进气管路和进气法兰，所述进气法兰与所述外腔室通过紧固装置连接，用于密封所述反应室，所述进气管路与所述内腔室相通以向所述内腔室供气；
[0012]所述内腔室远离所述顶盖组件的另一端设有开口，所述盖体用于对所述内腔室的开口进行气密性开闭，所述载盘支撑装置可移动地设置于所述内腔室中；
[0013]所述反应室可通过所述盖体随载盘支撑装置移动，从而实现所述顶盖组件与所述反应室之间的闭合。
[0014]在一可选方案中，所述气相外延系统还包括旋转升举组件，所述旋转升举组件带动所述载盘支撑装置沿所述内腔室的轴向移动所述载盘。
[0015]在进一步的可选方案中，所述旋转升举组件还包括带动所述载盘绕所述内腔室的轴向进行旋转的旋转机构。
[0016]在一可选方案中，所述外腔室中设有外部加热器。
[0017]在一可选方案中，所述载盘支撑装置中靠近所述载盘的位置还设有内部加热器。
[0018]在进一步的可选方案中，所述内部加热器包括位于所述载盘支撑装置顶部的平面加热器和套置于所述载盘支撑装置靠近顶部外围的环状加热器。
[0019]在一可选方案中，所述气相外延系统还包括排气装置，所述排气装置包括排气室；所述排气室与所述外腔室堆叠设置，设于所述外腔室远离所述顶盖组件的一端，所述排气室与所述外腔室密封隔离，所述内腔室与所述排气室连通。
[0020]在一可选方案中，所述外腔室中设有水冷管道。
[0021]在一可选方案中，构成所述外腔室的材料包括金属材料。
[0022]在一可选方案中，构成所述内腔室的材料包括石英、碳化硅、氧化铝、氮化硼、石墨、碳化硅涂层石墨和氮化钽涂层石墨中的一种或多种的组合。
[0023]本专利技术还提供一种气相外延系统的维护操作方法，包括以下步骤：
[0024](1)提供如上述任一方案中所述的气相外延系统；在外延生长时，装载有待处理的基板的所述载盘设置于所述载盘支撑装置的顶部，所述盖体和所述进气法兰处于密封闭合状态，所述内腔室中通入工艺气体，在由所述载盘保持的基板上进行气相外延沉积；
[0025](2)在基板装载卸载时，打开所述盖体，所述盖体连同所述载盘及其上已生长好的所述基板沿所述内腔室进行轴向移动，并被传送出内腔室以完成所述基板的卸载；将新的待处理的基板放置于所述载盘上，沿所述内腔室进行轴向移动，传送入所述内腔室内，以完成基板装载；
[0026](3)在反应室顶盖组件维护时，打开所述进气法兰与所述外腔室之间的紧固装置，所述反应室通过所述盖体随所述载盘支撑装置一起进行轴向移动，反应室顶盖打开，从而对所述顶盖组件进行清洁维护。
[0027]如上所述，本专利技术提供的气相外延系统及其维护操作方法，具有以下有益效果：
[0028]本专利技术提供的气相外延系统通过引入反应室顶盖组件和载盘支撑装置的双升降结构，可以在不同工况下从不同位置开启腔体，以便于设备维护，可简化维护流程，有助于提高设备稼动率和良率。进一步地，采用外部加热器和内部加热器的双加热装置的设置，可提升径向温度均匀性，有助于减少炉体纵向长度，缩短上下料时间，且低温死区较少，可减少反应物在腔体的沉积，可使得连续生长炉次得以增加，而且由于沉积物减少，对温度控制精确度、表面良率也有正面提升，有助于提升工艺稳定性。
附图说明
[0029]图1显示为本专利技术实施例中所提供的气相外延系统的例示性截面示意图。
[0030]图2显示为本专利技术实施例中所提供的气相外延系统分离载盘支撑装置的截面示意
图。
[0031]图3显示为本专利技术实施例中所提供的气相外延系统分离顶盖组件和反应室的截面示意图。
[0032]元件标号说明
[0033]101
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载盘支撑装置
[0034]102
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载盘
[0035]103
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内腔室
[0036]104
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外腔室
[0037]105
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盖体
[0038]107
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旋转升举组件
[0039]108
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外部加热器
[0040]109
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内部加热器
[0041]110
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进气管路...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气相外延系统，其特征在于，包括：载盘支撑装置，用于支撑位于所述载盘支撑装置顶部的载盘；盖体，所述载盘支撑装置穿过所述盖体，所述盖体与所述载盘支撑装置连接；反应室，所述反应室包括内腔室和外腔室，所述内腔室为反应腔，所述内腔室设置于所述外腔室中；顶盖组件，位于所述反应室的一端部，所述顶盖组件包括进气管路和进气法兰，所述进气法兰与所述外腔室通过紧固装置连接，用于密封所述反应室，所述进气管路与所述内腔室相通以向所述内腔室供气；所述内腔室远离所述顶盖组件的另一端设有开口，所述盖体用于对所述内腔室的开口进行气密性开闭，所述载盘支撑装置可移动地设置于所述内腔室中；所述反应室可通过所述盖体随载盘支撑装置移动，从而实现所述顶盖组件与所述反应室之间的闭合。2.根据权利要求1所述的气相外延系统，其特征在于，还包括旋转升举组件，所述旋转升举组件带动所述载盘支撑装置沿所述内腔室的轴向移动所述载盘。3.根据权利要求2所述的气相外延系统，其特征在于，所述旋转升举组件还包括带动所述载盘绕所述内腔室的轴向进行旋转的旋转机构。4.根据权利要求1所述的气相外延系统，其特征在于，所述外腔室中设有外部加热器。5.根据权利要求4所述的气相外延系统，其特征在于，所述载盘支撑装置中靠近所述载盘的位置设有内部加热器。6.根据权利要求5所述的气相外延系统，其特征在于，所述内部加热器包括位于所述载盘支撑装置顶部的平面加热器和套置于所述载盘支撑装置靠近顶部外围的环...
【专利技术属性】
技术研发人员：林桂荣，
申请(专利权)人：楚赟精工科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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