【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水体清洁的，尤其涉及一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置及其方法。
技术介绍
1、mocvd（金属有机化学气相沉积）设备是一种用于生产半导体材料的关键设备。它通过将金属有机化合物和气体反应在衬底表面上，从而在晶体表面上沉积出所需的材料。mocvd设备通常由反应室、加热器、气体输送系统和控制系统组成。在反应室中，金属有机化合物和气体被输送到衬底表面，然后通过加热器加热以促进反应。控制系统则用于监控和调节反应条件，以确保所需的材料能够被准确沉积。
2、在多层结构晶圆制备过程中，现有的mocvd设备一次性只能对一个基底沉积，沉积后，需要将基底从mocvd设备取出，再放入另一个mocvd设备中进行二次沉积，依次类推，直至在基底上沉积出多层结构。这个过程不仅操作复杂，而且在基底转运过程中，沉积层会接触空气，也有可能会被其他物质接触污染，影响晶圆质量。
技术实现思路
1、本专利技术针对
技术介绍
所提及的问题，提出了一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置及其方法，本装置和方法可以以流水线的方式一次性完成晶圆的多层沉积。
2、为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，包括多个并排设置的mocvd沉积单元、传送结构和陶瓷沉积座结构，其中，mocvd沉积单元包括外壳、金属源进气口、氧源进气口和加热器，外壳下端开口，金属源进气口、氧源进气口开设在外壳上端，金属源进气口、氧源进气口与外壳内腔连通，金属源进气口、氧源进气口充
4、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
5、mocvd沉积单元的数量为四个，这四个mocvd沉积单元等间距左右布设，从左至右，这四个mocvd沉积单元分别为第一沉积单元、第二沉积单元、第三沉积单元和第四沉积单元，相应的，待加工基底材料分别在四个mocvd沉积单元沉积后，得到沉积四层生长层的氧化镓晶圆，这四层生长层由下至上分别为压电薄膜层、氧化镓主体层、氧化镓掺杂层和氧化镓外延层。
6、外壳上端设置有净化气充入口，净化气充入口用于向外壳内腔充入净化气。
7、mocvd沉积单元之间通过支撑环相互固定，支撑环通过支撑架与外部设备相互固定，支撑环和支撑架配合将mocvd沉积单元固定于传送结构上方。
8、传送结构为不锈钢传送带，传送结构包括驱动马达，驱动马达与不锈钢传送带传动连接，驱动马达能驱动不锈钢传送带移动。
9、传送结构的传送带由左向右移动，传送结构在mocvd沉积单元的左方和右方均设置有机械手，陶瓷沉积座结构位于机械手附近时，机械手能将待加工基底材料放在沉积座上或将氧化镓晶圆从沉积座上取下。
10、陶瓷沉积座结构包括沉积座、陶瓷支架和陶瓷支架固定片，沉积座固定在陶瓷支架上，陶瓷支架与陶瓷支架固定片固定连接，陶瓷支架固定片可拆卸固定安装在不锈钢传送带表面。
11、沉积座为石墨材料制作；加热器为电阻加热器。
12、制备多层结构氧化镓晶圆的方法，应用上述的制备多层结构氧化镓晶圆的装置，具体方法包括以下步骤：
13、步骤一、传送结构将陶瓷沉积座结构移动至mocvd沉积单元下方，待加工基底材料位于第一沉积单元的外壳下端开口处，各mocvd沉积单元的净化气充入口向外壳内腔充入氩气，使待加工基底材料处于惰性气体氛围；
14、步骤二、第一沉积单元的加热器对待加工基底材料高温处理，第一沉积单元的金属源进气口通入有机金属源，氧源进气口通入氧气和水，在待加工基底材料上生长出压电薄膜层；
15、步骤三、传送结构向右移动预定距离，使待加工基底材料位于第二沉积单元的外壳下端开口处，第二沉积单元的加热器对待加工基底材料高温处理，第二沉积单元的金属源进气口通入有机金属源，氧源进气口通入氧气和水，在待加工基底材料的压电薄膜层上再生长出氧化镓主体层；
16、步骤四、传送结构向右移动预定距离，使待加工基底材料位于第三沉积单元的外壳下端开口处，第三沉积单元的加热器对待加工基底材料高温处理，第三沉积单元的金属源进气口通入有机金属源，氧源进气口通入氧气和水，在待加工基底材料的氧化镓主体层上再生长出氧化镓掺杂层；
17、步骤五、送结构向右移动预定距离，使待加工基底材料位于第四沉积单元的外壳下端开口处，第四沉积单元的加热器对待加工基底材料高温处理，第四沉积单元的金属源进气口通入有机金属源，氧源进气口通入氧气和水，在待加工基底材料的氧化镓掺杂层上再生长出氧化镓外延层，进行了四层生长的待加工基底材料即为氧化镓晶圆。
18、第一沉积单元加热器加热温度为300℃～600℃，第一沉积单元的金属源进气口通入的有机金属源为二乙基镓或三甲基镓；第二沉积单元加热器加热温度为800℃～1200℃，第二沉积单元的金属源进气口通入的有机金属源为二乙基镓或三甲基镓；第三沉积单元加热器加热温度为950℃，第三沉积单元的金属源进气口通入的有机金属源为zn、mg、nio的混合气体；第四沉积单元加热器加热温度为1000℃，第四沉积单元的金属源进气口通入的有机金属源为二乙基镓或三甲基镓。
19、本专利技术具有以下优点：
20、本专利技术以流水线的方式一次性完成晶圆的多层沉积，可以快速制备得到的氧化镓压电薄膜、氧化镓主体、氧化镓掺杂层和氧化镓外延，可以满足制备功率器件氧化镓材料的应用需求。
21、本专利技术的基底材料转运流程中不易被外部杂质接触，经本专利技术设备制备得到的基于氧化镓功率器件，薄膜厚度的变异系数低于5％。
22、采用本专利技术方法进行制备声功率器件的氧化镓晶圆，便于量产，成品较低，在功率芯片领域具有良好的应用前景。
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1.一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：包括多个并排设置的MOCVD沉积单元(1)、传送结构(2)和陶瓷沉积座结构(3)，其中，MOCVD沉积单元(1)包括外壳(11)、金属源进气口(12)、氧源进气口(13)和加热器(14)，所述的外壳(11)下端开口，所述的金属源进气口(12)、氧源进气口(13)开设在外壳(11)上端，金属源进气口(12)、氧源进气口(13)与外壳(11)内腔连通，所述的金属源进气口(12)、氧源进气口(13)充入外壳(11)内腔的气体能从外壳(11)下端冲出，使外壳(11)下端处于相应的气体氛围内，所述的加热器(14)固定安装在外壳(11)内腔的下部，加热器(14)用于保持外壳(11)内腔的下部高温恒温，所述的传送结构(2)位于MOCVD沉积单元(1)下方，传送结构(2)上表面与外壳(11)下端间隙配合，且传送结构(2)上表面与外壳(11)下端的间隙刚好足够陶瓷沉积座结构(3)通过，所述的MOCVD沉积单元(1)的排列方向与传送结构(2)的传动方向相适应，所述的陶瓷沉积座结构(3)固定在传送结构(2)上表面上，所述的陶瓷沉积座结构(3)包括若干个沉
2.根据权利要求1所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的MOCVD沉积单元(1)的数量为四个，这四个MOCVD沉积单元(1)等间距左右布设，从左至右，这四个MOCVD沉积单元(1)分别为第一沉积单元、第二沉积单元、第三沉积单元和第四沉积单元，相应的，所述的待加工基底材料分别在四个MOCVD沉积单元(1)沉积后，得到沉积四层生长层的氧化镓晶圆，这四层生长层由下至上分别为压电薄膜层、氧化镓主体层、氧化镓掺杂层和氧化镓外延层。
3.根据权利要求2所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的外壳(11)上端设置有净化气充入口(17)，所述的净化气充入口(17)用于向外壳(11)内腔充入净化气。
4.根据权利要求3所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的MOCVD沉积单元(1)之间通过支撑环(15)相互固定，所述的支撑环(15)通过支撑架(16)与外部设备相互固定，支撑环(15)和支撑架(16)配合将MOCVD沉积单元(1)固定于传送结构(2)上方。
5.根据权利要求4所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的传送结构(2)为不锈钢传送带，所述的传送结构(2)包括驱动马达，所述的驱动马达与不锈钢传送带传动连接，驱动马达能驱动不锈钢传送带移动。
6.根据权利要求5所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的传送结构(2)的传送带由左向右移动，传送结构(2)在MOCVD沉积单元(1)的左方和右方均设置有机械手(21)，所述的陶瓷沉积座结构(3)位于机械手(21)附近时，所述的机械手(21)能将待加工基底材料放在沉积座(31)上或将氧化镓晶圆从沉积座(31)上取下。
7.根据权利要求6所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的陶瓷沉积座结构(3)包括沉积座(31)、陶瓷支架(32)和陶瓷支架固定片(33)，所述的沉积座(31)固定在陶瓷支架(32)上，所述的陶瓷支架(32)与陶瓷支架固定片(33)固定连接，陶瓷支架固定片(33)可拆卸固定安装在不锈钢传送带表面。
8.根据权利要求1所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的沉积座(31)为石墨材料制作；所述的加热器(14)为电阻加热器。
9.制备多层结构氧化镓晶圆的方法，其特征是：应用如权利要求3所述的制备多层结构氧化镓晶圆的装置，具体方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的制备多层结构氧化镓晶圆的方法，其特征是：所述的第一沉积单元加热器(14)加热温度为300℃～600℃，第一沉积单元的金属源进气口(12)通入的有机金属源为二乙基镓或三甲基镓；所述的第二沉积单元加热器(14)加热温度为800℃～1200℃，第二沉积单元的金属源进气口(12)通入的有机金属源为二乙基镓或三甲基镓；所述的第三沉积单元加热器(14)加热温度为950℃，第三沉积单元的金属源进气口(12)通入的有机金属源为Zn、Mg、NiO的混合气体；所述的第四沉积单元加热器(14)加热温度为1000℃，第四沉积单元的金属源进气口(12)通入的有机金属源为二乙基镓或三甲基镓。
...【技术特征摘要】
1.一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：包括多个并排设置的mocvd沉积单元(1)、传送结构(2)和陶瓷沉积座结构(3)，其中，mocvd沉积单元(1)包括外壳(11)、金属源进气口(12)、氧源进气口(13)和加热器(14)，所述的外壳(11)下端开口，所述的金属源进气口(12)、氧源进气口(13)开设在外壳(11)上端，金属源进气口(12)、氧源进气口(13)与外壳(11)内腔连通，所述的金属源进气口(12)、氧源进气口(13)充入外壳(11)内腔的气体能从外壳(11)下端冲出，使外壳(11)下端处于相应的气体氛围内，所述的加热器(14)固定安装在外壳(11)内腔的下部，加热器(14)用于保持外壳(11)内腔的下部高温恒温，所述的传送结构(2)位于mocvd沉积单元(1)下方，传送结构(2)上表面与外壳(11)下端间隙配合，且传送结构(2)上表面与外壳(11)下端的间隙刚好足够陶瓷沉积座结构(3)通过，所述的mocvd沉积单元(1)的排列方向与传送结构(2)的传动方向相适应，所述的陶瓷沉积座结构(3)固定在传送结构(2)上表面上，所述的陶瓷沉积座结构(3)包括若干个沉积座(31)，所述的沉积座(31)上表面用于放置待加工基底材料。
2.根据权利要求1所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的mocvd沉积单元(1)的数量为四个，这四个mocvd沉积单元(1)等间距左右布设，从左至右，这四个mocvd沉积单元(1)分别为第一沉积单元、第二沉积单元、第三沉积单元和第四沉积单元，相应的，所述的待加工基底材料分别在四个mocvd沉积单元(1)沉积后，得到沉积四层生长层的氧化镓晶圆，这四层生长层由下至上分别为压电薄膜层、氧化镓主体层、氧化镓掺杂层和氧化镓外延层。
3.根据权利要求2所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的外壳(11)上端设置有净化气充入口(17)，所述的净化气充入口(17)用于向外壳(11)内腔充入净化气。
4.根据权利要求3所述的一种制备多层结构氧化镓晶圆的装置，其特征是：所述的mocvd沉积单元(1)之间通过支撑环(15)相互固定，所述的支撑环(15)通过支撑架(16)与外部...
【专利技术属性】
技术研发人员：李健，王胜楠，李翔，曲恒绪，梁静，张露，吴波，周政，
申请(专利权)人：广东伟智创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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