用于HVPE的升降旋转机械手及HVPE设备制造技术

本实用新型专利技术公开了用于HVPE的升降旋转机械手及HVPE设备，包括：托盘杆芯，所述杆芯顶部与托盘底部固接；强磁部，所述强磁部位于杆芯底部；空心杆，所述空心杆顶部开口的套接在杆芯和强磁部外；底座，所述底座与空心杆的底端固接；升降平台，所述升降平台滑动配合于空心杆外表面；强磁转筒，所述强磁转筒位于升降平台之上且套接在空心杆表面；旋转电机，所述旋转电机位于升降平台上用于驱动强磁转筒围绕空心杆径向旋转；升降马达，所述升降马达通过固定座安装在空心杆的上部；丝杆，所述丝杆一端与升降马达传动连接，另一端与底座转动连接，且所述丝杆与升降平台螺纹配合。本实用新型专利技术的有益效果是机械手具有升降和自转功能，对生产产品质提供有利保障。生产产品质提供有利保障。生产产品质提供有利保障。

【技术实现步骤摘要】
用于HVPE的升降旋转机械手及HVPE设备


[0001]本技术涉及半导体材料与设备
，特别涉及氢化物气相外延(HVPE)技术生长氮化物半导体材料时，用于HVPE的升降旋转机械手及HVPE设备。

技术介绍

[0002]HVPE生长氮化物的主要原理是：以金属镓作为III族镓源，氨气(NH3)作为V族氮 源，氯化氢(HCl)作为反应气体并在载气(氢气或是氮气)的携带下，通过镓舟，与其中的金属镓发生化学反应，生成氯化镓(GaCl)，在通过载气(氢气或是氮气)的携带下在衬底上方与NH3反应生成GaN，并在衬底上沉积，主要的化学反应如下：
[0003][0004]氢化物气相外延设备为化合物生长工艺设备，主要用于在高温环境下通过如H2、HCl等氢化物气体，使衬底表面外延生长一层如GaAs、GaN等的厚膜或晶体。
[0005]对于反应腔垂直的HVPE氢化物气相外延设备，需要人工操作使得承载有衬底的托盘进入反应腔内，操作繁琐，而且在高温及有害环境下操作，对人体不友好。

技术实现思路

[0006]本技术要解决的技术问题是现有的HVPE设备需要人工操作托盘的升降，操作繁琐，操作环境对人体不友好，为此提供一种用于HVPE的升降旋转机械手及HVPE设备。
[0007]本技术的技术方案是：用于HVPE的升降旋转机械手,包括：托盘，还包括：杆芯，所述杆芯顶部与托盘底部固接；强磁部，所述强磁部位于杆芯底部；空心杆，所述空心杆顶部开口的套接在杆芯和强磁部外；底座，所述底座与空心杆的底端固接；升降平台，所述升降平台滑动配合于空心杆外表面；强磁转筒，所述强磁转筒位于升降平台之上且套接在空心杆表面；旋转电机，所述旋转电机位于升降平台上用于驱动强磁转筒围绕空心杆径向旋转；升降马达，所述升降马达通过固定座安装在空心杆的上部；丝杆，所述丝杆一端与升降马达传动连接，另一端与底座转动连接，且所述丝杆与升降平台螺纹配合。
[0008]上述方案的改进是所述固定座和底座之间连接有导杆，所述升降平台与导杆滑动连接。
[0009]上述方案的进一步改进是所述空心杆的顶部固接有法兰盘。
[0010]上述方案中所述杆芯是石英材质。
[0011]HVPE设备，包括取片腔、反应腔和用于HVPE的升降旋转机械手，所述法兰盘与取片腔底部连接。
[0012]本技术的有益效果是机械手具有升降和自转功能，在氮化镓晶圆片生长时，机械手装置开始执行程序升起到设定位置，当升到指定位置反应腔体内部后，机械手开始执行托盘自转功能，以此保证特气能均匀流过晶圆片表面，从而晶圆片能得到均匀生长，这
种自动化机械手对生产产品质提供有利保障，减少人员的重复操作，真正做到了提质增效降本。
附图说明
[0013]图1是本技术的升降旋转机械手示意图；
[0014]图2是本技术的HVPE设备示意图；
[0015]图中，1、托盘，2、杆芯，3、强磁部，4、空心杆，5、底座，6、升降平台，7、强磁转筒，8、旋转电机，9、升降马达，10、丝杆，11、导杆，12、法兰盘，13、取片腔，14、反应腔。
具体实施方式
[0016]下面结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本技术的保护范围。
[0017]如图1所示，本技术的用于HVPE的升降旋转机械手包括：托盘1，还包括：杆芯2，所述杆芯顶部与托盘底部固接；强磁部3，所述强磁部位于杆芯底部；空心杆4，所述空心杆顶部开口的套接在杆芯和强磁部外，使得杆芯的顶部从空心杆的开口伸出，用于强磁转筒的升降导向；底座5，所述底座与空心杆的底端固接；升降平台6，所述升降平台滑动配合于空心杆外表面，可以沿着空心杆的表面上下移动；强磁转筒7，所述强磁转筒位于升降平台之上且套接在空心杆表面，可以采用高磁能积、高矫顽力的钕铁硼磁铁；旋转电机8，所述旋转电机位于升降平台上用于驱动强磁转筒围绕空心杆径向旋转。利用旋转电机提供的电力驱动强磁转筒旋转。类似于电动滚筒；利用磁性原理，强磁转筒吸附强磁部转动，进而带动杆芯转动，杆芯带动托盘转动。升降马达9，所述升降马达通过固定座安装在空心杆的上部；丝杆10，所述丝杆一端与升降马达传动连接，另一端与底座转动连接，且所述丝杆与升降平台螺纹配合。
[0018]本技术的杆芯优选是石英材料，可以耐高温、耐酸碱。
[0019]作为本技术的优选例，所述固定座和底座之间连接有导杆11，所述升降平台与导杆滑动连接，导杆用于机械手升降时起到稳定作用，保持升降平台不被左右晃动作业。
[0020]如图2所示，作为本技术的优选例，所述空心杆的顶部固接有法兰盘12，杆芯从法兰盘的中心安装孔穿过，利用法兰盘和取片腔13、反应腔14连接，构成HVPE设备。所述强磁上下两端各有一个旋转模块，所述旋转模块有纵向滑动的轴承，所述强磁和旋转模块上端安装石英杆芯，所述石英杆芯用于受升降系统和旋转系统的升降旋转而升降旋转，所述石英杆芯另一端为放置晶圆片的托盘。
[0021]要使生长的GaN厚度均匀，需要使衬底在长晶过程中不停的匀速旋转，并且可以升降衬底，使衬底可以进出反应腔体；由于反应腔内有大量特殊气体，需要传动过程保证设备的密封性，普通的机械传动无法满足这点。
[0022]本技术可以在高温密封环境中升降旋转的磁力传动装置，利用磁力传动装置可以在密封环境中，通过磁力控制旋转和升降。
[0023]HVPE设备在正常生长时会在1000℃高温环境中通特气，特气包括HCl、NH3等，所以
需要一个可以耐得住高温，不影响设备气密性，在酸碱环境中可以正常使用的传动装置。
[0024]金属在传动过程中会磨损，产生金属颗粒影响生长环境，对长晶影响很大，导致晶圆金属杂质过多，所以需要在传动过程中不会产生影响生长环境。本技术的传动部位离反应腔距离很远且处于设备下方，传动产生的金属颗粒不会对反应腔产生影响；且通过磁力的间接传动，不会影响设备的密封性。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于HVPE的升降旋转机械手,包括：托盘（1），其特征是：还包括：杆芯（2），所述杆芯顶部与托盘底部固接；强磁部（3），所述强磁部位于杆芯底部；空心杆（4），所述空心杆顶部开口的套接在杆芯和强磁部外；底座（5），所述底座与空心杆的底端固接；升降平台（6），所述升降平台滑动配合于空心杆外表面；强磁转筒（7），所述强磁转筒位于升降平台之上且套接在空心杆表面；旋转电机（8），所述旋转电机位于升降平台上用于驱动强磁转筒围绕空心杆径向旋转；升降马达（9），所述升降马达通过固定座安装在空心杆的上部；丝杆（10），所述丝杆一端与升降马达...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚惟梁，郑小超，
申请(专利权)人：镓特半导体科技铜陵有限公司，
类型：新型
国别省市：