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、供气系统及排气室，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，内腔室为反应腔，内腔室设置于外腔室中；供气系统位于反应室的一端部；内腔室包括第一分体和第二分体，第一分体靠近供气系统，第二分体远离供气系统；排气室与外腔室堆叠设置，排气室与外腔室密封隔离，内腔室与排气室连接；排气室远离供气系统的一端设有开口，内腔室可移动地设置于外腔室和排气室中。本发明专利技术通过引入具有分体结构的内腔室以及升降结构，可以在维护时只需更换内腔室的分体部分，无需整管更换，便于设备维护，可简化维护流程，提高设备稼动率和良率。提高设备稼动率和良率。提高设备稼动率和良率。
【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
，具体涉及外延生长技术，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]第三代半导体材料，例如III
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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。其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等各种半导体装置中。
[0003]气相外延工艺是生长III
‑
V族半导体的常见工艺，其包括金属有机化学气相沉积(MOCVD)、高温高压合成法、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)等。其具有生长速率高、设备简单及制备成本低的优势。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)与V族气体(例如NH3)反应而形成。
[0004]现有的气相外延系统一般采用单体式石英腔体，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，通常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，扩散至整个反应室内混合均匀，反应室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。现有技术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，经一定周期后，再通过周期性大维护清洁整个石英炉管。上述清洁流程挤占了生长时间，导致设备稼动率低，且周期性大维护后，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，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]供气系统，位于所述反应室的一端部，用于向所述内腔室供气；
[0012]所述内腔室包括可拆卸连接的第一分体和第二分体，所述第一分体靠近所述供气系统，所述第二分体远离所述供气系统；
[0013]排气室，与所述外腔室堆叠设置，且设于所述外腔室远离所述供气系统的一端，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接；所述排气室远离所述供气系统的一端设有开口，所述盖体用于对所述排气室的开口进行气密性开闭，所述内腔室可移动地设置于所述外腔室和所述排气室中。
[0014]可选地，所述载盘位于所述第一分体中。
[0015]可选地，所述外腔室中设有外部加热器。
[0016]可选地，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，所述载盘和内部加热器位于所述第一分体中。
[0017]可选地，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。
[0018]可选地，所述第一分体和所述第二分体通过嵌合结构连接。
[0019]更可选地，所述嵌合结构包括所述第一分体和所述第二分体相互咬合的起伏接触界面。
[0020]可选地，所述嵌合结构的数量为3至8个。
[0021]可选地，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。
[0022]更可选地，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。
[0023]可选地，构成所述外腔室的材料包括金属材料。
[0024]可选地，构成所述内腔室的第一分体的材料包括石英、碳化硅、氧化铝、氮化硼、石墨、碳化硅涂层石墨、氮化钽涂层石墨中的一种或多种的组合。
[0025]可选地，所述排气室包括排气环和排气管路；所述排气环连接至所述内腔室，用于引导残留气体从所述排气管路排出，所述排气管路不少于2条。
[0026]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：
[0027]a)提供如上述任一方案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；
[0028]b)在反应室维护时，打开盖体，使盖体连同其一侧的内腔室沿外腔室进行轴向移动，将内腔室传送出外腔室，将内腔室的第一分体和第二分体进行分离，并对内腔室的第一分体进行清洁维护。
[0029]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：本专利技术提供的气相外延系统通过引入具有分体结构的内腔室及内腔室升降结构，可以在维护时直接更换内腔室的分体部分，以便于设备维护，可极大简化维护流程，提高设备稼动率和良率。采用外部加热器和内部加热器的双加热装置的设置，可显著提升径向温度均匀性，可减少炉体纵向长度，缩短上下料时间，减少反应物在腔体的沉积，有助于提升工艺稳定性。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例一中所提供的气相外延系统的截面示意图。
[0031]图2为本专利技术实施例一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。
[0032]图3为本专利技术实施例一中所提供的气相外延系统分离内腔室和载盘支撑装置的截面示意图。
[0033]图4为本专利技术实施例一中所提供的内腔室部分的立体示意图。
[0034]图5为图4中AA
’
方向的仰视图。
[0035]图6为本图5中B区域箭头方向的侧视图。
[0036]元件标号说明
[0037]101
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载盘支撑装置
[0038]102
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载盘
[0039]103
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内腔室
[0040]103a
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第一分体
[0041]103b
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第二分体
[0042]104
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外腔室
[0043]105
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第一盖体
[0044]106
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第二盖体
[0045]108
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【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；供气系统，位于所述反应室的一端部，用于向所述内腔室供气；所述内腔室包括可拆卸连接的第一分体和第二分体，所述第一分体靠近所述供气系统，所述第二分体远离所述供气系统；排气室，与所述外腔室堆叠设置，且设于所述外腔室远离所述供气系统的一端，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接；所述排气室远离所述供气系统的一端设有开口，所述盖体用于对所述排气室的开口进行气密性开闭，所述内腔室可移动地设置于所述外腔室和所述排气室中。2.根据权利要求1所述的气相外延系统，其特征在于，所述载盘位于所述第一分体中。3.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，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，所述内部加热器位于所述第一分体中。4.根据权利要求3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状加热器。5.根据权利要求1所述的气...
【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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