[发明专利]一种气相外延生长装置

说明书

本发明公开了一种气相外延生长装置，包括：第一容器，内部具有第一密闭空间；第二容器，设置在第一密闭空间内，第二容器内设有金属液态源；导体结构，设置在第一密闭空间内，并具有第二密闭空间或者与第一容器的底部形成第二密闭空间；托盘，设置在第二密闭空间内，并用于放置籽晶；气体输运系统，设置在第一容器外，并通过多个进气管将气体输送至托盘处，其中一个进气管连通第二容器。本发明通过导体结构可以将第一密闭空间划分为两个部分，导体结构既作为晶体生长的热源部件，又作为生长区域的密封隔离部件，使得整个气相外延生长装置的结构简化，同时感应加热方式具备可以根据设计温度曲线调控温度的优点，可以实现温度的快速变化。

技术领域

本发明属于半导体制造技术领域，尤其涉及一种气相外延生长装置。

背景技术

VPE(Vapour Phase Epitaxy，气相外延)技术广泛应用于生长半导体晶体材料，其中的HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy，氢化物气相外延)技术具有生长速度快、生产成本低等优点，非常适用于III族氮化物半导体材料的生长，例如氮化镓(GaN)薄膜或厚膜的生长。在HVPE生长系统中，卤化物与Ⅲ族金属反应生成前驱物如Ⅲ族卤化物，该前驱物随后与另一前驱物如含氮气体反应生成Ⅲ族氮化物。

一些现有HVPE设备采用电阻炉加热，但现有的电阻炉加热存在加热极限温度有限，升、降温速度慢，不能按所设计的温度曲线调控温度等缺点。由此限制了氮化镓晶体生长温区的温度调控。

发明内容

本发明提供了一种气相外延生长装置，可以解决或者至少部分解决上述技术问题。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种气相外延生长装置，包括：

第一容器，内部具有第一密闭空间；

第二容器，设置在所述第一密闭空间内，所述第二容器内设有金属液态源；

导体结构，设置在所述第一密闭空间内，并具有第二密闭空间或者与所述第一容器的底部形成第二密闭空间；

托盘，设置在所述第二密闭空间内，并用于放置籽晶；

气体输运系统，设置在所述第一容器外，并通过多个进气管将气体输送至所述托盘处，其中一个进气管连通所述第二容器；

加热系统，设置在所述第一容器外，包括用于对所述载气及所述金属液态源进行加热的加热器和对所述导体结构进行感应加热的感应线圈。

可选地，所述导体结构为筒状，包括筒壁和筒盖，所述筒壁、所述筒盖与所述第一容器的底部形成所述第二密闭空间。

可选地，所述第一容器的侧壁和所述导体结构的侧壁之间设置有至少一层隔热层。

可选地，还包括设置在所述第一容器外的第一旋转驱动件，所述第一旋转驱动件驱动连接有支撑杆，所述支撑杆贯穿所述第一容器的底部并连接所述托盘。

可选地，所述多个进气管包括：

连通所述第二容器的第一管道，所述第一管道通入反应气体；

第二管道，所述第二管道通入隔离气体；

第三管道，所述第三管道通入反应气体。

可选地，还包括真空尾气系统，所述真空尾气系统通过尾气管连通所述第二密闭空间；

所述气体输运系统还包括用于向所述第一密闭空间通入惰性气体的惰性气体管。

可选地，还包括分别设置在所述第一容器外的第一测温系统、第二测温系统和控制系统，所述第一测温系统和所述第二测温系统分别连接所述控制系统；