[發(fā)明專利]半導(dǎo)體材料生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911424593.3
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN111172583B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬焜;高明哲;林岳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海璽唐半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B7/10
• 分類號(hào): C30B7/10;C30B29/40
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 杜娟娟

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體材料生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：清洗裝置、干燥裝置、充氨裝置、抽真空裝置、多個(gè)反應(yīng)釜和多組輸送管道，清洗裝置、干燥裝置、充氨裝置、抽真空裝置均可通過(guò)輸送管道與同一個(gè)反應(yīng)釜連通并傳輸物料至同一個(gè)反應(yīng)釜，避免人工將反應(yīng)釜搬運(yùn)至各設(shè)備處，可節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體生長(zhǎng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體材料生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

第三代半導(dǎo)體材料是以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)、金剛石、氧化鋅為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，其帶隙能可達(dá)3.3～5.5eV,與傳統(tǒng)的第一代半導(dǎo)體材料第二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有禁帶寬度大、擊穿電場(chǎng)高、熱導(dǎo)率大、電子飽和漂移速度高、介電常數(shù)小等獨(dú)特的性能，使其在光電子器件、電力電子、射頻微波器件、激光器和探測(cè)器等方面展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。

第三代半導(dǎo)體材料中關(guān)于氮化鎵的研究較為廣泛。氮化鎵單晶的生長(zhǎng)方法有氫化物氣相外延法、高壓氮?dú)馊芤悍ā睙岱āa助熔劑法等，但是單晶生長(zhǎng)技術(shù)目前并不成熟，還未達(dá)到廣泛應(yīng)用。上述方法之中氨熱法易于獲得較大尺寸的單晶，可以批量化生產(chǎn)氮化鎵單晶。

氨熱法的工藝流程主要分為充氨、填料、生長(zhǎng)和清洗等四部分，當(dāng)反應(yīng)釜為小尺寸研發(fā)級(jí)別時(shí)，可使用人工搬運(yùn)反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜搬運(yùn)至執(zhí)行不同工藝流程的設(shè)備處，但當(dāng)需要進(jìn)行工業(yè)化批量生長(zhǎng)氮化鎵單晶時(shí)反應(yīng)釜尺寸較大，人工搬運(yùn)反應(yīng)釜難度大、成本高、效率低，不利于批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)工業(yè)化批量生產(chǎn)氮化鎵單晶時(shí)反應(yīng)釜尺寸較大人工搬運(yùn)成本高效率低的問(wèn)題，提供一種半導(dǎo)體材料生產(chǎn)系統(tǒng)及生產(chǎn)方法。

一種半導(dǎo)體材料生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：清洗裝置、干燥裝置、充氨裝置、抽真空裝置、多個(gè)反應(yīng)釜和多組輸送管道；

所述輸送管道包括清洗管道和供應(yīng)管道，所述清洗裝置通過(guò)所述清洗管道輸送清洗液至所述反應(yīng)釜，所述清洗管道包括清洗主管道和連接于所述清洗主管道上的多個(gè)清洗管道支路，每個(gè)所述清洗管道支路的出口與所述反應(yīng)釜的開口一一對(duì)應(yīng)；

所述充氨裝置、所述干燥裝置和所述抽真空裝置連接至所述供應(yīng)管道，所述供應(yīng)管道包括供應(yīng)主管道和連接于所述供應(yīng)主管道上的多個(gè)供應(yīng)管道支路，每個(gè)所述供應(yīng)管道支路的出口與所述反應(yīng)釜的開口一一對(duì)應(yīng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述清洗裝置包括純水槽和溶液槽；

所述清洗管道包括第一組管道和第二組管道，所述第一組管道包括第一清洗主管道和連接所述第一清洗主管道的多個(gè)第一清洗管道支路，每個(gè)所述第一清洗管道支路的出口與每個(gè)所述反應(yīng)釜一一對(duì)應(yīng)，所述第二組管道包括第二清洗主管道和連接所述第二清洗主管道的多個(gè)第二清洗管道支路，每個(gè)所述第二清洗管道支路的出口與每個(gè)所述反應(yīng)釜的開口一一對(duì)應(yīng)；

所述純水槽通過(guò)所述第一組管道連接至所述每個(gè)所述反應(yīng)釜，所述溶液槽通過(guò)所述第二組管道連接至每個(gè)所述反應(yīng)釜。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一清洗主管道上還設(shè)置有進(jìn)水泵，每個(gè)所述第一清洗管道支路上設(shè)置有進(jìn)水閥。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二清洗主管道上還設(shè)置有進(jìn)液泵，每個(gè)所述第二清洗管道支路上還設(shè)置有進(jìn)液閥。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輸送管道還包括循環(huán)管道，所述循環(huán)管道包括循環(huán)主管道和連接所述循環(huán)主管道的多個(gè)循環(huán)支路，所述循環(huán)主管道連接至所述溶液槽，所述循環(huán)支路的端口與所述反應(yīng)釜的開口一一對(duì)應(yīng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述循環(huán)支路上設(shè)置有循環(huán)泵和循環(huán)閥，所述循環(huán)泵用于抽取所述反應(yīng)釜中的清洗液。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述充氨裝置、所述干燥裝置和所述抽真空裝置通過(guò)四通閥門連接至所述供應(yīng)管道。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括質(zhì)量流量計(jì)，所述充氨裝置通過(guò)所述質(zhì)量流量計(jì)連接所述四通閥門。