批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线及其使用方法技术

本发明专利技术公开了批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线及其使用方法,包括：衬底载具；密封输送轨道，所述密封输送轨道包括用于传送衬底载具的同步带和包围在同步带外的密闭腔体；窗口，所述窗口间隔开设于密闭腔体顶部；若干水平基座，所述若干水平基座位于密闭腔体上方间隔分布且与密封腔体的延伸方向相交；若干机械手，所述若干机械手滑动连接于若干水平基座底部；若干HVPE机台，所述若干HVPE机台与若干水平基座远离密闭腔体的一端连通；光学探头，所述光学探头位于水平基座的末端且与对应的机械手信号连接。本发明专利技术的有益效果是通过密封输送轨道解决输送衬底过程的污染问题，通过同步带和机械手的配合，可以一次性完成多个衬底的生长，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线及其使用方法


[0001]本专利技术涉及涉及使用氢化物外延(HydrideVaporPhaseEpitaxy，简称HVPE)生 长CaN薄膜领域，特别涉及批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线及其使用方法。

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：2HCl(g)+2Ga(l)＝2GaCl(g)+H2(g)GaCl(g)+NH3(g)＝GaN(S)+HCl(g)+H2(g)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。目前的氢化物气相外延设备都是单个衬底逐次操作，需要手动将衬底放入HVPE内进行生长，生长完毕后再手动取出，生产效率低。
[0003]中国技术专利公开号CN203007478U公开了气相外延材料生长多腔分步式处理装置，包含有一个及以上的工艺处理腔，工艺处理腔侧面设有两个及以上的分步HVPE外延生长腔，工艺处理腔与分步HVPE外延生长腔之间设有一个及以上的装载/卸载晶片室，工艺处理腔、装载/卸载晶片室与分步HVPE外延生长腔之间设有传递作用的一个及以上的联动传递结构。本技术解决晶体材料生长步骤中热力学、化学反应动力学和不同生长条件沉积速率与反应腔喷头流速控制精度匹配等问题，以高效率批量获得高质量GaN衬底，该装置的每个反应腔内部参数不同，解决晶体材料生长步骤中热力学、化学反应动力学和不同生长条件沉积速率与反应腔喷头流速控制精度匹配等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是现有的HVPE无法自动批量进行，为此提供一种批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线及其使用方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线,包括：衬底载具；密封输送轨道，所述密封输送轨道包括用于传送衬底载具的同步带和包围在同步带外的密闭腔体；窗口，所述窗口间隔开设于密闭腔体顶部；若干水平基座，所述若干水平基座位于密闭腔体上方间隔分布且与密封腔体的延伸方向相交；若干机械手，所述若干机械手滑动连接于若干水平基座底部；若干HVPE机台，所述若干HVPE机台与若干水平基座远离密闭腔体的一端连通；光学探头，所述光学探头位于水平基座的末端且与对应的机械手信号连接。
[0006]上述方案的改进是所述密闭腔体内均匀分布有若干对着衬底载具的氮气喷头。
[0007]上述方案的进一步改进是所述若干水平基座中设有插板阀。
[0008]上述方案中所述衬底载具的四周开设有定位孔，所述衬底载具的中心开设有定位
槽。
[0009]上述方案的更进一步改进是所述密封输送轨道的两端安装有密封门。
[0010]批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线的使用方法，包括以下步骤：将若干个衬底放入对应的衬底载具内，衬底载具放到同步带上，在第一个衬底载具经过第一个水平基座时，第一个水平基座上的光学探头检测到衬底，给机械手启动信号，机械手从窗口将第一个衬底载具和衬底抓取送至第一个HVPE机台内进行晶圆生长；第二个衬底载具经过第二个水平基座时，第二个水平基座上的光学探头检测到衬底，给机械手启动信号，机械手将第二个衬底载具和衬底抓取送至第二个HVPE机台内进行晶圆生长；如上述步骤操作直至最后一个衬底载具被机械手抓取送至最后一个HVPE机台内进行晶圆生长，衬底载具内的生长完成的晶圆再次被对应的机械手抓取送至同步带上，从同步带的末端接收，完成第一批次的晶圆生长。
[0011]本专利技术的有益效果是通过密封输送轨道解决输送衬底过程的污染问题，通过同步带和机械手的配合实现自动上下料，可以一次性完成多个衬底的生长，提高了生产效率。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线示意图；图2是图1中密封输送轨道示意图；图中，1、衬底载具，11、定位孔，12、定位槽，2、同步带，3、密闭腔体，4、水平基座，5、机械手，6、HVPE机台，7、氮气喷头，8、插板阀，9、密封门。
具体实施方式
[0013]下面结合附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术的保护范围。
[0014]本专利技术的HVPE内部结构是现有技术，如中国技术专利公开号CN213148130U公开的HVPE腔体内部测温装置，包括：HVPE腔体和测温探头；其特征是：它还包括：门阀，所述门阀安装于HVPE腔体底部；操作仓，所述操作仓固定连通于门阀底部；升降装置，所述升降装置安装于操作仓底部用于将测温探头依次穿过操作仓和门阀送入HVPE腔体内；测温探头固定装置，所述测温探头固定装置固定在升降杆的顶部；测温探头，所述测温探头固定在测温探头固定装置上。
[0015]批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线,包括：衬底载具1；密封输送轨道，所述密封输送轨道包括用于传送衬底载具的同步带2和包围在同步带外的密闭腔体3；窗口，所述窗口间隔开设于密闭腔体顶部；若干水平基座4，所述若干水平基座位于密闭腔体上方间隔分布且与密封腔体的延伸方向相交；若干机械手5，所述若干机械手滑动连接于若干水平基座底部；若干HVPE机台6，所述若干HVPE机台与若干水平基座远离密闭腔体的一端连通；光学探头，所述光学探头位于水平基座的末端且与对应的机械手信号连接。
[0016]本专利技术中的密闭腔体优选是透明材质，比如玻璃或亚克力板，可以随时观察到衬底载具的输送情况。所述密封输送轨道的两端安装有密封门9，当需要放入衬底载具或取出衬底载具时，对应的密封门打开。
[0017]本专利技术的衬底载具的四周开设有定位孔11，所述衬底载具的中心开设有定位槽12，定位槽用于承载衬底，定位孔用于在HVPE内时的定位，相应的HVPE内部设有可以伸缩的定位柱，当定位柱伸出时用于固定衬底载具，当定位柱缩回时可以取出衬底载具。
[0018]本专利技术的密封输送轨道可以设计成直线型，或者设计成回字形，回字形便于节省占地面积。
[0019]作为本专利技术的一个优选例，所述密闭腔体内均匀分布有若干对着衬底载具的氮气喷头7，氮气喷头可以在衬底载具输送的全流程给上面的衬底喷氮气，用于吹扫衬底上的脏污，提高产品良率。吹出的氮气可以从窗口排出。
[0020]所述若干水平基座中设有插板阀8，在衬底载具进入HVPE后，插板阀关闭，将HVPE与密封输送轨道隔离开来。
[0021]批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线的使用方法，包括以下步骤：将若干个衬底放入对应的衬底载具内，衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线,其特征是：包括：衬底载具（1）；密封输送轨道，所述密封输送轨道包括用于传送衬底载具的同步带（2）和包围在同步带外的密闭腔体（3）；窗口，所述窗口间隔开设于密闭腔体顶部；若干水平基座（4），所述若干水平基座位于密闭腔体上方间隔分布且与密封腔体的延伸方向相交；若干机械手（5），所述若干机械手滑动连接于若干水平基座底部；若干HVPE机台（6），所述若干HVPE机台与若干水平基座远离密闭腔体的一端连通；光学探头，所述光学探头位于水平基座的末端且与对应的机械手信号连接。2.如权利要求1所述的批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线,其特征是：所述密闭腔体内均匀分布有若干对着衬底载具的氮气喷头（7）。3.如权利要求1所述的批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线,其特征是：所述若干水平基座中设有插板阀（8）。4.如权利要求1所述的批量化氮化镓晶圆的HVPE生产线,其特征是：所述衬底载具的四周开设有定位孔（11），所述衬底载具的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑小超，罗晓菊，
申请(专利权)人：镓特半导体科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：