本发明专利技术涉及半导体外延生长设备的技术领域，公开了一种用于外延生长的LPE设备，包括：反应器和进出气装置；本发明专利技术通过将2个动力气孔连通动力气导流结构和托盘结构改为增加至3个及以上的动力气孔连通动力气导流结构和托盘结构，令动力气驱动转盘结构进行更加稳定的旋转，大幅提高晶片的外延性，本发明专利技术中的工艺气导流结构设置在中间腔室的两端，工艺气导流结构的两端开口为矩形，其面积大于传统工艺气导流结构中的孔洞式开口，因此能够令中间腔室中的工艺气充足，提升了外延片的寿命，解决了外延反应时工艺气在中间腔室内的均匀性不够高，导致生产出来的外延片的寿命较短的问题。导致生产出来的外延片的寿命较短的问题。导致生产出来的外延片的寿命较短的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于外延生长的LPE设备
[0001]本专利技术涉及半导体外延生长设备的
，尤其是一种用于外延生长的LPE设备。
技术介绍
[0002]外延生长是半导体材料和器件制造的一项关键工艺，在固体衬底表面从过冷饱和溶液中析出囤相物质生长半导体单晶薄膜的方法称液相外延（LPE）。液相外延生长的基础溶质在液态溶剂中的溶解度随着温度的降低而减少,那么饱和溶液在冷却时溶质会析出。当衬底与饱和溶液接触时,溶质可在衬底上沉积生长,外延层的组分(包括掺杂)由相图来决定。整个外延薄膜的结晶生长过程是一个非平衡的热力学过程,溶液中溶质的过饱和度是溶质成核、生长的驱动力。液相外延技术已广泛应用于生长GaAs、GaAlAs、GaP、InP和GaInAsP等半导体材料和制作发光二极管、激光二极管、太阳能电池和微波器件等。
[0003]目前，在LPE中,外延层生长速率和厚度是由熔融溶液的过饱和度和衬底与熔融溶液接触时间决定的。系统运行时由保护气体流过外延石墨舟，以防止杂质污染片子。外延片质量的优劣，除工艺技术水平外，与外延设备系统的性能有密切关系。
[0004]现有技术中，动力气孔的出气孔数量少，只有2个出气孔，转盘结构在外延反应过程中旋转的稳定性相对较差，容易使生长层表面形成缺陷，导致生产出来的外延片的寿命较短。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于外延生长的LPE设备，其动力出气孔增加至3个及以上，旨在解决现有技术中动力气孔的出气孔数量少，只有2个出气孔，转盘结构在外延反应过程中旋转的稳定性相对较差，容易使生长层表面形成缺陷，导致生产出来的外延片的寿命较短的问题。
[0006]本专利技术是这样实现的，本专利技术提供一种用于外延生长的LPE设备，包括：反应器和进出气装置；所述反应器包括支撑结构、上端腔室结构、下端腔室结构以及托盘结构；所述上端腔室结构和所述下端腔室结构分别设置在所述支撑结构的两端，形成上端腔室、中间腔室以及下端腔室，所述支撑结构具有一个中空部，所述托盘结构通过所述中空部固定安装在所述支撑结构上，所述托盘结构用于放置晶片；所述进出气装置包括工艺气导流结构、保护气导流结构以及动力气导流结构；所述工艺气导流结构设置在所述中间腔室的两端，用于对所述中间腔室引入和导出工艺气，所述工艺气用于供所述晶片发生外延反应；所述保护气导流结构分别设置在所述上端腔室和所述下端腔室的两端，用于对所述上端腔室和所述下端腔室引入和导出保护气，所述保护气用于对所述中间腔室进行保温及气氛保护；
所述动力气导流结构设置在所述下端腔室结构上，所述下端腔室结构上倾斜设置有3个及以上的动力气孔，所述动力气导流结构通过所述3个及以上的动力气孔与所述托盘结构连通，所述动力气导流结构通过所述3个及以上的动力气孔对所述托盘结构输出动力气，所述动力气用于驱动所述托盘结构进行旋转。
[0007]在其中一个实施例中，所述支撑结构包括水平支撑板和两侧支撑板；所述两侧支撑板垂直设置在所述水平支撑板的两侧，所述上端腔室结构通过所述两侧支撑板设置在所述水平支撑板的上方，所述下端腔室结构设置在所述水平支撑板的下方。
[0008]在其中一个实施例中，所述上端腔室结构包括上半月保温层和上半月加热器；所述上半月加热器包括第一弧形部和第一平面部，所述第一弧形部和所述第一平面部连接设置，形成半边圆柱体结构，其中，所述第一平面部与所述两侧支撑板连接设置；所述上半月保温层贴合设置在所述第一弧形部的外侧。
[0009]在其中一个实施例中，所述下端腔室结构包括下半月保温层和下半月加热器；所述下半月加热器包括第二弧形部和第二平面部，所述第二弧形部和所述第二平面部连接设置，形成半边圆柱体结构，其中，所述第二平面部与所述水平支撑板连接设置；所述下半月保温层贴合设置在所述第二弧形部的外侧，且所述下半月保温层与所述上半月保温层连接设置。
[0010]在其中一个实施例中，还包括前端封闭部和后端封闭部；所述前端封闭部和所述后端封闭部分别设置在所述上端腔室、所述中间腔室以及所述下端腔室的两端，用于对所述上端腔室、所述中间腔室以及所述下端腔室进行封闭；所述前端封闭部和所述后端封闭部外形均呈圆形平板，所述前端封闭部上分别具有一个矩形开口和若干孔洞，所述矩形开口用于设置所述工艺气导流结构，所述若干孔洞用于设置所述保护气导流结构和所述动力气导流结构。
[0011]在其中一个实施例中，所述工艺气导流结构包括第一导流接口、第二导流接口以及工艺气出气管；所述第二导流接口通过所述矩形开口与所述中间腔室的一端连接设置，所述第一导流接口与所述第二导流接口连接设置，所述工艺气出气管设置在所述后端封闭部上。
[0012]在其中一个实施例中，所述保护气导流结构包括上端导流结构和下端导流结构；所述上端导流结构包括上端进气管和上端出气管，所述上端进气管通过所述前端封闭部的所述孔洞设置在所述上端腔室的一端，所述上端出气管设置在所述后端封闭部上；所述下端导流结构包括下端进气管和下端出气管，所述下端进气管通过所述前端封闭部的所述孔洞设置在所述下端腔室的一端，所述下端出气管设置在所述后端封闭部上。
[0013]在其中一个实施例中，所述动力气结构包括动力气管道和凹坑；所述动力气管道设置在所述第二平面部朝向所述第二弧形部的面上，所述动力气管道的一端与所述前端封闭部连接设置，另一端延伸至所述转盘结构的下方且呈封闭状态；所述凹坑设置在所述第二平面部朝向所述水平支撑板的面的中间位置，所述凹坑
为尺寸大于所述托盘结构的圆形，所述凹坑的中心设置有中心柱，所述中心柱外侧均匀倾斜设置有所述3个及以上的动力气孔，所述3个及以上的动力气孔贯通所述第二平面部，令所述凹坑与所述动力气管道连通。
[0014]在其中一个实施例中，所述托盘结构包括动力盘和晶片托盘；所述动力盘中心位置设置有中心孔，所述动力盘通过所述中心孔和所述中心柱安装在所述凹坑中；所述动力盘上端设置有圆形凹槽，所述晶片托盘底部设置有圆形凸台，所述晶片底部通过所述圆形凸台和所述圆形凹槽安装在所述动力盘上；所述晶片托盘顶端设置有圆形凹陷，用于放置晶片。
[0015]在其中一个实施例中，还包括红外测温通道，所述红外测温通道设置在所述第一平面部朝向所述第一弧形部的面上，所述红外测温通道一端与所述前端封闭部的所述孔洞连接设置，另一端延伸至所述第一平面部的中间位置，所述红外测温通道用于供红外线进入，以对所述上端腔室进行测温。
[0016]本专利技术提供了一种用于外延生长的LPE设备，具有以下有益效果：1、本专利技术提供的一种用于外延生长的LPE设备，通过将动力气孔由之前的2个增加至3个及以上，在动力气孔连通动力气导流结构和托盘结构时，令动力气驱动转盘结构进行更加稳定的旋转，大幅提高晶片的外延性。
[0017]2、本专利技术中的工艺气导流结构设置在中间腔室的两端，工艺气导流结构的两端开口为矩形，其面积大于传统工艺气导流结构中的孔洞式开口，因此能够令中间腔室中的工艺气充足，提升了外延片的寿命，解决了外延反应时工艺气在中间腔室内的均匀本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于外延生长的LPE设备，其特征在于，包括：反应器和进出气装置；所述反应器包括支撑结构、上端腔室结构、下端腔室结构以及托盘结构；所述上端腔室结构和所述下端腔室结构分别设置在所述支撑结构的两端，形成上端腔室、中间腔室以及下端腔室，所述支撑结构具有一个中空部，所述托盘结构通过所述中空部固定安装在所述支撑结构上，所述托盘结构用于放置晶片；所述进出气装置包括工艺气导流结构、保护气导流结构以及动力气导流结构；所述工艺气导流结构设置在所述中间腔室的两端，用于对所述中间腔室引入和导出工艺气，所述工艺气用于供所述晶片发生外延反应；所述保护气导流结构分别设置在所述上端腔室和所述下端腔室的两端，用于对所述上端腔室和所述下端腔室引入和导出保护气，所述保护气用于对所述中间腔室进行保温及气氛保护；所述动力气导流结构设置在所述下端腔室结构上，所述下端腔室结构上倾斜设置有若干动力气孔，所述动力气孔的数目至少为3个，所述动力气导流结构通过所述若干动力气孔与所述托盘结构连通，所述动力气导流结构通过所述若干动力气孔对所述托盘结构输出动力气，所述动力气用于驱动所述托盘结构进行旋转。2.如权利要求1所述的一种用于外延生长的LPE设备，其特征在于，所述支撑结构包括水平支撑板和两侧支撑板；所述两侧支撑板垂直设置在所述水平支撑板的两侧，所述上端腔室结构通过所述两侧支撑板设置在所述水平支撑板的上方，所述下端腔室结构设置在所述水平支撑板的下方。3.如权利要求2所述的一种用于外延生长的LPE设备，其特征在于，所述上端腔室结构包括上半月保温层和上半月加热器；所述上半月加热器包括第一弧形部和第一平面部，所述第一弧形部和所述第一平面部连接设置，形成半边圆柱体结构，其中，所述第一平面部与所述两侧支撑板连接设置；所述上半月保温层贴合设置在所述第一弧形部的外侧。4.如权利要求3所述的一种用于外延生长的LPE设备，其特征在于，所述下端腔室结构包括下半月保温层和下半月加热器；所述下半月加热器包括第二弧形部和第二平面部，所述第二弧形部和所述第二平面部连接设置，形成半边圆柱体结构，其中，所述第二平面部与所述水平支撑板连接设置；所述下半月保温层贴合设置在所述第二弧形部的外侧，且所述下半月保温层与所述上半月保温层连接设置。5.如权利要求1所述的一种用于外延生长的LPE设备，其特征在于，还包括前端封闭部和后端封闭部；所述前端封闭部和所述后端封闭部分别设置在所述上端腔室、所述中间腔室以及所述下端腔室的两端，用于对所述上端腔室、所述中间腔室以及...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋旭霞，朱佰喜，薛抗美，雷宏涛，邹明蓓，
申请(专利权)人：广州志橙半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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