[实用新型]一种半导体薄膜生长设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)半导体薄膜生长设备。

背景技术

半导体薄膜材料是现代半导体技术的一个主要领域，它的发展十分迅速。半导体薄膜的制备离不开生长装置。迄今已经发展了数十种半导体薄膜生长装置及其生长方法，其中，化学气相沉积方法具有纯度高、可控、可大规模实施等优势已成为半导体薄膜生长的主流方法。现代商业化学气相沉积装置已变得非常复杂，并且装置本身非常昂贵，在这样的大型商业装置上可以沉积出各种复杂的微结构半导体薄膜材料，如AlGaN/GaN、InGaAs/GaAs等超晶格材料，这对于半导体光电子器件的制备具有重要的意义。另一方面，对于一些不需要精细结构的半导体薄膜，如II-VI、IV-VI二维层状薄膜晶体材料、过渡金属氧化物等新兴半导体超薄膜材料，如果仍然采用现有大型商业装置生长，则显得成本过高，且不易部署，急需发展新的半导体薄膜生长装置以及对应的生长方法来进行这些新兴半导体超薄膜的生长。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种半导体薄膜生长设备，能够为大多数二维层状薄膜晶体材料、过渡金属氧化物等半导体薄膜的制备提供设备及方法支持。

根据本实用新型的一个方面，其提供了一种半导体薄膜生长设备，包括：载气装置、液态源装置、生长室、旁路以及真空系统，这些部件之间通过管道按一定的逻辑关系连结成一个整体；且每条管道可独立的打开或关闭。该半导体薄膜生长设备适用于化学气相沉积工艺。

其中，所述载气装置依次通过手阀、单向阀以及流量计后与第一、第七和第八管道连接，其中第一管道进一步与第二管道和第三管道连接，第七管道进一步与生长室连接，第八管道进一步与旁路连接；所述液态源装置的入口端与第三管道连接，出口端与第四管道连接；第四管道与第五管道和第六管道连接，第六管道进一步与旁路连接；所述第五管道通过第七管道连接到生长室；所述生长室与真空系统、泵连接。

其中，所述管道连接的逻辑关系是：第一管道、第七管道和第八管道通过第一四通节点与载气装置连接，第一管道、第二管道和第三管道通过第一三通节点连接在一起，第二管道、第三管道和第四管道通过第二三通节点连接在一起，第五管道和第七管道通过第三三通节点与生长室连接，第六管道和第八管道通过第四三通节点与旁路连接。

相比于一般大型商业化学气相沉积设备，本实用新型采用可扩展、易于部署的逻辑结构，其结构可靠，操作简单，可以根据需要安装多个液态源装置，也可以根据需要卸载液态源装置，从而达到安装或卸载液态源的目的。每个液态源装置有独立的恒温和气路系统，能够独立、同时地由载气装置出来的载气经鼓泡法携带进入生长室进行半导体薄膜的生长，达到增加效率、提高生长质量和降低成本的目的。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例中半导体薄膜生长设备的结构示意图；

图2是本实用新型中液态源装置及其在惰性气体控制柜中的结构示意图；

图3是本实用新型另一优选实施例中半导体薄膜生长设备的结构示意图；

图4是使用本实用新型中半导体薄膜生长设备进行半导体薄膜生长时的具体数据示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

图1示出了本实用新型优选实施例中提供的半导体薄膜生长设备的结构示意图。如图1所示，该半导体薄膜生长设备适用于化学气相沉积工艺，所述半导体薄膜生长设备包括载气装置、液态源装置、生长室、旁路、真空系统以及泵，并且通过管道按一定的逻辑关系连结成一个整体。其中，旁路用于排空气体，真空系统用于维持和调节生长室的真空度，泵用于抽取生长室的气体。