[發明專利]一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置及處理方法

有效

• 申請號: 201210260432.7
• 申請日: 2012-07-25
• 公開（公告）號: CN102747418A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 孫國勝;董林;王雷;趙萬順;劉興昉;閆果果;鄭柳
• 申請（專利權）人: 東莞市天域半導體科技有限公司
• 主分類號: C30B25/10
• 分類號: C30B25/10;C30B25/16;C30B29/36
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 羅曉聰

1.一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：該系統包括：

一密閉工作室（10），該采用不銹鋼材料制作的工作室（10）具有進樣門（5）；

一反應腔室（6），該反應腔室（10）位于所述的工作室（10）內；

一加熱組件（9），該加熱組件（9）位于反應腔室（6）的外圍，通過加熱組件（9）對反應腔室（6）進行加熱；

于反應腔室（6）內設置有托盤槽（631），承載有碳化硅襯底的托盤（64）放置于該托盤槽（631）內；

上述的反應腔室（6）具有一前后貫穿的通道（60），于通道（60）的兩端分別設置有進氣裝置（7）和出氣裝置（8），所述的進氣裝置（7）和出氣裝置（8）安裝在工作室（10）上，氣體由進氣裝置（7）進入反應腔室（6）內，并由出氣裝置（8）排出。

2.根據權利要求1所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的工作室（10）呈長方體，其由底盤（1）、上蓋（2）和圍設于四周的側壁（3）構成，其中于相對兩側壁（3）上設置有進樣門（5）和備用門（4）。

3.根據權利要求1所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的反應腔室（6）由腔室上蓋（61）、腔室側壁（62）和腔室底盤（63）圍設形成一通道（60），于所述的腔室底盤（63）上開設有供托盤（64）放置的托盤槽（631）。

4.根據權利要求2所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的進氣裝置（7）包括：一進氣器（71）、進氣底盤（72）和進氣通道（73），所述的進氣通道（73）通過進氣底盤（72）與進氣器（71）連通；所述的進氣通道（73）安裝在工作室（10）的底盤（1）上，其進氣口與外部的氣體輸出裝置連通；所述的進氣底盤（72）安裝于進氣通道（73）的上方；所述的進氣器（71）安裝在進氣底盤（72）上。

5.根據權利要求4所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的進氣器（71）具有與進氣底盤（72）連通的進氣口（711）和與反應腔室（6）連通的出氣口（712）；所述的進氣器（71）的出氣口（712）由多個均勻分布的氣孔構成；于該進氣口（711）和出氣口（712）之間設置有至少兩層進氣擋板，每層進氣擋板上設有密集程度不等的網孔結構。

6.根據權利要求4所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的進氣底盤（72）上設置有與進氣器（71）卡套配合的定位邊（722）。

7.根據權利要求2所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的出氣裝置（8）包括：一出氣器（81）、出氣底盤（82）和出氣通道（83），所述的出氣通道（83）通過出氣底盤（82）與出氣器（81）連通；所述的出氣通道（83）安裝在工作室（10）的底盤（1）上，其出氣口連通制工作室（10）外部；所述的出氣底盤（82）安裝于出氣通道（83）的上方；所述的出氣器（81）安裝在出氣底盤（82）上。

8.根據權利要求7所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的出氣器（81）具有與出氣底盤（82）連通的出氣口（811）和與反應腔室（6）連通的進氣口（812）；所述出氣器（81）的進氣口（812）由多個均勻分布的氣孔構成；所述的出氣底盤（82）上設置有與出氣器（81）卡套配合的定位邊（822）。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的一種高溫大面積碳化硅外延生長裝置，其特征在于：所述的托盤（64）呈方形，其上開設有用于放置旋轉托盤（65）的旋轉托盤槽（541）；所述的反應腔室（6）采用石墨材料制作；所述的工作室（10）、進氣裝置（7）和出氣裝置（8）采用水冷不銹鋼材料制作。

10.一種高溫大面積碳化硅外延生長處理方法，該方法包括以下步驟：

第一步，將碳化硅材料的襯底進行清洗，清洗完畢后將其放置于旋轉托盤（65）內，并將該旋轉托盤（65）放入方形的托盤（64）中的對應的托盤槽（641）內；

第二步，將上述的方形托盤（64）放入一個密閉工作室（10）內，打開工作室（10）的進樣門（5），將方形托盤（64）放入工作室（10）內一反應腔室（6）內，然后將工作室（6）的進樣門（5）關閉；

第三步，對反應腔室（6）進行抽真空處理，令反應腔室（6）達到預設的真空度；

第四步，向反應腔室（6）內通入氣體，并打開電源，通過反應腔室外部的加熱組件（9）對其進行加熱；

第五步，當反應腔室（6）內溫度達到的碳化硅襯底生長所需的溫度后，向反應腔室（6）內通入反應氣體，令碳化硅襯底進行外延生產；

第六步，生長完畢后，反應氣體停止輸入，關閉加熱組件（9），令反應腔室（6）及碳化硅襯底自行降溫；

第七步，打開工作室（10），取出方形托盤（4），由旋轉托盤（5）上取下樣品。