本发明专利技术公开了一种高温生长晶片的卸载装置及其卸载方式，实现汽相外延设备在生长工艺不间断状态下卸载高温生长的晶片。本发明专利技术的生长腔侧壁设有进料窗，生长腔下面设有下料腔，下料腔下面设有卸料腔，卸料腔侧壁设有出料窗，卸料腔内设有可升降托盘的底部升降托台，下料腔内设有复数组小型气缸，小型气缸向内的端部设有夹具，下料腔内设有复数的感应加热线圈。本发明专利技术尤适用于目前HVPE垂直系统中，可缩短工艺周期、提高生产效率，促进产业化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于，特别涉及一种用于半导体行业中，安装在汽相外延法或者汽相沉积法等材料生长设备的上下料窗；本专利技术涉及的新型卸载方式与装置，适合用于半导体行业的汽相外延或汽相沉积法等材料生长设备中的高温生长晶片的卸载系统。
技术介绍
氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料，具有宽禁带宽度，高击穿电压、高电子迁移率、化学性质稳定等特点，非常适合制作抗辐射、高频率、大功率和高密度集成的电子器件以及蓝光、绿光和紫外光电子器件。在半导体发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、紫外探测器以及高能高频电子器件等方面有广阔的应用前景。所以近年来，倍受各界人士青睐，行业投资不断。 在多种GaN衬底生长技术中，HVPE (氢化物汽相外延)以其高速率(可以达到800ym/h以上)生长、低成本、可大面积生长和均匀性好等显著优点，成为GaN衬底生长取得突破的首选，目前国内外绝大多数研究工作都集中于此。HVPE生长GaN衬底，通常是在蓝宝石或砷化镓等衬底上外延O. 5^1mm的厚膜，然后通过激光剥离、研磨或蚀刻等方式将衬底移除，将获得的GaN抛光形成自支撑GaN衬底。但是在HVPE生产过程中，氮化镓(GaN)薄膜生长技术虽然较成熟，但是生长效率不高，每台设备每一次只能生长一炉，而且样品需要预热、生长完成后需要缓慢降温释放应力等缘故，难以实现产业化。多半情况下，由于受目前进料出料窗的设计之限制，只能放置一个样品托盘，导致很多时间是浪费在产品的进料出料过程中。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在之缺失，提供一种采用多级缓慢降温退火处理的新技术，实现汽相外延设备在生长工艺不间断状态下卸载高温生长的晶片，适用于汽相外延生长设备系统以提高生产效率，促进产业化。为达到上述目的，本专利技术采用以下方案本专利技术包含生长腔Ql，生长腔Ql侧壁设有进料窗Wl，生长腔Ql下面设有下料腔Q2，下料腔Q2内可装载下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)，下料腔Q2下面设有卸料腔Q3，卸料腔Q3侧壁设有出料窗W2，卸料腔Q3内设有可升降托盘TlO的底部升降托台T9，下料腔Q2内设有复数组小型气缸G3，每组的两个小型气缸G3相互对应，每组两个小型气缸G3水平相对，小型气缸G3向内的端部设有与下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6 )周缘形状对应的夹具J3 ；小型气缸G3与夹具J3设有固定板B3，固定板B3外侧设有一个以上小型气缸G3，固定板B3内侧设有连接小型气缸G3的夹具J3，固定板B3是把夹具J3、小型气缸G3同步在下料腔Q2位移，下料腔Q2内设有复数的感应加热线圈(Cl、C2、C3)，感应加热线圈(Cl、C2、C3)内可容置下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)，感应加热线圈(Cl、C2、C3)位于下料腔Q2内复数下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)的外围；底部升降托台T9底面连接升降杆Τ10，托盘Tl从进料窗Wl进入生长腔Ql后，托盘Tl成为正在生长的样品托盘Τ2，然后正在生长的样品托盘Τ2降入下料腔Q2进行生长，完成后的正在生长的样品托盘Τ2的成为下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)，下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)进入卸料腔Q3，成为卸料腔Q3中待卸载的样品托盘Τ7，待卸载的样品托盘Τ7降入卸料腔Q3，此时待卸载的样品托盘Τ7通过卸料腔Q3的出料窗W2移出成为已取出的样品托盘Τ8。为达上述目的，本专利技术提供的一种高温生长晶片的卸载装置及其卸载方式，采用以下的技术方案，包括以下步骤①、盛有样品的具有热膨胀系数小、热传导性良好和不挥发等性质的托盘Tl，通过进料窗Wl把样品托盘Tl放进材料生长腔Ql内，作为正在生长的样品托盘Τ2 ；②、关闭进料窗Wl后进行材料生长，生长腔Ql顶部有喷头，三五簇的源气从其喷口出来，供用外延生长；③、正在生长的样品托盘Τ2上的样品生长完成后，升降杆TlO启动底部升降托台T9上升到正在生长的样品托盘Τ2底部，移动正在生长的样品托盘Τ2下降到下料腔Q2内，此时成为下料中样品托盘(了3、了4、了5、了6)；④、下料腔Q2内每组相对的小型气缸G3内端部的夹具J3向内伸展，固定板Β3是把夹具J3、小型气缸G3同步在下料腔Q2位移，夹具J3夹放下料腔Q2内下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)，夹具J3把下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)夹住并固定在下料腔Q2内保持不动；⑤、再从进料窗Wl放入新的盛有未生长的样品托盘Tl，放进生长腔Ql的样品托盘Tl叠放在下料腔Q2顶端的下料中样品托盘(Τ3)上表面，然后关闭进料窗W1，进行材料生长;⑥、下料腔Q2内的感应加热线圈(C1、C2、C3)，用于对下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)进行保温和缓慢退火； ⑦、如此重复步骤①至步骤⑥，放进几次样品托盘Tl，首先放进的正在生长的样品托盘Τ2降至下料腔Q2的底部，夹具J3把中间的下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)同时夹住并保持不动(顶部的正在生长的样品托盘Τ2和底部的待卸载的样品托盘Τ7样品托盘不在夹住之中)，通过小型气缸G3放松夹具J3后，底部升降托台T9承载着下料中样品托盘(Τ3、Τ4、Τ5、Τ6)，下降一级，在底部的样品托盘待卸载的样品托盘Τ7没有被气动气缸夹具J3夹住，而随着底部升降托台T9下降到卸料腔Q3后，成为待卸载的样品托盘Τ7 ；⑧、当下料腔Q2内待卸载的样品托盘Τ7释放应力后，底部升降托台T9把待卸载的样品托盘Τ7逐步下降到卸料腔Q3里，通过卸料腔Q3侧面的出料窗W2移出，成为已取出的样品托盘Τ8,样品完成。设计的卸载高温生长的晶片装置，整体如图I所示。托盘Tl是盛有样品的托盘，托盘需具有热膨胀系数小、热传导性良好和不挥发等性质。通常半导体行业中使用石墨来作为托盘，石墨的纯度高达99. 998%以上，部分托盘表面会镀上SiC等涂层，来增加它的硬度和平整性。进料窗Wl是进料窗，通过它把样品托盘Tl放进材料生长腔Ql内。正在生长的样品托盘Τ2是正在生长的样品托盘。生长腔Ql顶部有喷头，三五簇的源气从其喷口出来，供用外延生长。Cl是感应加热线圈，用于对样品进行保温和缓慢退火，其详细结构另外在图3中说明。下料腔Q2是下料腔，小型气缸G3是小型气缸，夹具J3是夹放下料腔内样品托盘用夹具，其详细结构另外在图2中说明。卸料腔Q3是卸料腔，待卸载的样品托盘T7是待卸载的样品托盘，已取出的样品托盘T8是从卸料腔Q3已取出的样品托盘T7。底部升降托台T9是底部升降托台，托盘升降杆TlO是与底部升降托台T9相连的升降杆，用于承受所有样品托盘的重量，并把已生长好的样品托盘逐步下降到卸料腔Q3卸料腔里。出料窗W2是出料窗。 关于进料窗Wl进料窗和出料窗W2出料窗，其气密性由另外的 机械结构保证，本专利不详述其内容。 气缸和底部升降托台详细结构如图2所示，小型气缸G3是小型气缸，夹具J3是与小型气缸G3相连并受其控制的夹样品托盘用夹具，夹具具有相应的弧度和摩擦系数。通过一对成180°的气缸向里推动两边的夹具，可缓慢地进入下料腔内，以合适的夹力，把样品托盘夹住并固定在下料腔内保持不动。下料腔内所有气缸统一由一个调压阀控制气压，保证以适度夹力夹住样品托盘，防止过压致使样品托盘变形或断裂。固定板B3是把夹具、气缸与下料腔体相联接的钢板本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温生长晶片的卸载装置，包含有：生长腔（Q1），生长腔（Q1）侧壁设有进料窗（W1），其特征在于：所述生长腔（Q1）下面设有下料腔（Q2），下料腔（Q2）内可装载下料中样品托盘（T3、T4、T5、T6），下料腔（Q2）下面设有卸料腔（Q3），卸料腔（Q3）侧壁设有出料窗（W2），卸料腔（Q3）内设有底部升降托台（T9），下料腔（Q2）内设有复数组小型气缸（G3），每组的两个小型气缸（G3）相互对应，小型气缸（G3）向内的端部设有与下料中样品托盘（T3、T4、T5、T6）周缘形状对应的夹具（J3），下料腔（Q2）内设有复数的感应加热线圈（C1、C2、C3）。
【技术特征摘要】
1.一种高温生长晶片的卸载装置，包含有生长腔(Q1)，生长腔(Ql)侧壁设有进料窗(W1)，其特征在于所述生长腔(Ql)下面设有下料腔(Q2)，下料腔(Q2)内可装载下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)，下料腔(Q2)下面设有卸料腔(Q3)，卸料腔(Q3)侧壁设有出料窗(W2)，卸料腔(Q3)内设有底部升降托台(T9)，下料腔(Q2)内设有复数组小型气缸(G3)，每组的两个小型气缸(G3 )相互对应，小型气缸(G3 )向内的端部设有与下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)周缘形状对应的夹具(J3)，下料腔(Q2)内设有复数的感应加热线圈(Cl、C2、C3)。2.根据权利要求I所述的一种高温生长晶片的卸载装置，其特征在于所述小型气缸(G3)与夹具(J3)设有固定板(B3)，固定板(B3)外侧设有一个以上小型气缸(G3)，固定板(B3)内侧设有连接小型气缸(G3)的夹具(J3)，固定板(B3)是把夹具(J3)、小型气缸(G3)同步在下料腔(Q2)位移。3.根据权利要求I所述的一种高温生长晶片的卸载装置，其特征在于所述感应加热线圈(Cl、C2、C3)内可容置下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)，感应加热线圈(Cl、C2、C3)位于下料腔(Q2)内复数下料中样品托盘(T3、T4、T5、T6)的外围。4.根据权利要求I所述的一种高温生长晶片的卸载装置，其特征在于所述底部升降托台(T9)底面连接升降杆(Τ10)，每组的两个小型气缸(G3)水平相对。5.一种高温生长晶片的卸载方式，其特征在于，包括以下步骤 ①、盛有样品的具有热膨胀系数小、热传导性良好和不挥发等性质的托盘(Tl)，通过进料窗(Wl)把样品托盘(Tl)放进材料生长腔(Ql)内，作为正在生长的样品托盘(Τ2)； ②、关闭进料窗(Wl)后进行材料生长，生长腔(Ql)顶部有喷头，三五簇的源气从其喷口出来，供用外延生长； ③、正在生长的样品托盘(...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁志鹏，刘鹏，王永旺，赵红军，张俊业，张国义，童玉珍，孙永健，
申请(专利权)人：东莞市中镓半导体科技有限公司，北京大学，
类型：发明
国别省市：
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