[发明专利]金属有机化学气相沉积系统及其传输承载腔与传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，特别涉及一种金属有机化学气相沉积系统及其传输承载腔与传输方法。

背景技术

金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。它是以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃，用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方)，H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。

以下对现有的MOCVD装置进行说明。请参见图1，现有技术中的MOCVD装置100包括：传输腔102以及设置在所述传输腔周围的加载/卸载腔103和反应腔104。所述MOCVD装置中所述承载腔与所述反应腔相互分离或者直接连接。所述传输腔102内设置有机械手，通过所述机械手101将晶片(图未示)从承载腔运送到所述反应腔104，待晶片在所述反应腔中加工完成后，再由所述机械手从所述反应腔中取出加工后的晶片。所述传输腔102与加载/卸载腔103之间设置有阀门。所述加载/卸载腔103为联系传输腔和外界设备的中介设备。工作时，当所述晶片传输到所述加载/卸载腔中后，封闭所述加载/卸载腔，并将其抽成真空，再打开所述加载/卸载腔与所述传输腔之间的阀门，将所述晶片传输到所述传输腔，然后，再由所述机械手，将所述晶片传输到所述反应腔中。现有技术中的加载/卸载腔103和反应腔104设置在所述传输腔的周围，因此，无法避免的是所述传输腔的占地面积十分大，而且体积也很大，在维护过程中，排气的时间也特别长，影响生产效率。

为此，美国专利US 2002/0031420A1提供了一种化学气相沉积装置，以解决上述提到的传输腔占地面积大、生产效率低的问题。具体地，所述美国专利将传输腔和承载腔合二为一，即一个传输承载腔。所以，将传输承载腔抽成真空后，直接可以将待处理基片运送到反应腔。相较于原来的技术，减少了占地面积，减少了成本。

然而，上述现有技术中的承载腔和反应腔只负责加工单片基片。这样需要制造出多个承载腔和对应的反应腔才能提高生产量，这样的装置不但成本高，而且会增加占地面积。

因此需要制造出一种同时承载和加工多个基片的系统，以此提高效率，提升产量，同时减少占地面积。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属有机化学气相沉积系统及其传输承载腔与传输方法，以解决现有技术中存在的占地面积大和生产效率低的问题。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种金属有机化学气相沉积系统，包括：反应腔、传输承载腔，所述反应腔顶部具有喷淋组件，所述反应腔底部具有与所述喷淋组件相对设置的基座，用以放置处理承载基片的板部件，所述传输承载腔内设置有机械手，其特征在于，所述传输承载腔内还设置有部件承载单元，所述部件承载单元至少能够承载两片板部件，所述板部件可被所述机械手在所述传输承载腔与所述反应腔之间传输。

优选地，所述基座上至少可以同时承载两片所述的板部件。

优选地，所述板部件至少用于可承载两片基片，所述基片包括待处理基片、处理基片或处理完毕的基片中的一种或多种。

优选地，所述部件承载单元包括部件承载部和用于驱动所述部件承载部升降运动的升降驱动部。

优选地，所述升降驱动部具有位置感测单元，当所述机械手伸入到所述部件承载部内，所述位置感测单元能向所述升降驱动部发送升降驱动信号，以升降所述承载部，使得所述机械手在不碰撞所述部件承载部的情形下而被传输到所述反应腔内。

优选地，所述部件承载部包括部件承载板与温度控制单元，所述部件承载板用以承载所述板部件或基片所述待处理或者处理完毕的基片。

优选地，所述温度控制单元包括水冷单元，所述水冷单元具有设置在所述部件承载板内的水流通道。

优选地，所述温度控制单元有包括气冷单元，所述气冷单元具有设置在所述部件承载板内的气流通道。

优选地，所述温度控制单元为冷却板，所述冷却板设置在所述部件承载板的上方。

优选地，所述温度控制单元为冷却管，所述冷却管设置在所述部件承载板的四周。