[实用新型]氢化物气相外延系统

说明书

本实用新型公开了一种氢化物气相外延系统。所述氢化物气相外延系统包括：气相外延生长单元，其包括反应室、源气体供给机构和第一密封机构，所述源气体供给机构与所述反应室连接，所述反应室具有第一开口，所述第一密封机构与所述反应室连接并能够打开关闭所述第一开口；降温单元，其包括降温室和第二密封机构，所述降温室具有第二开口，所述第二密封机构与所述降温室连接并能够打开关闭所述第二开口；连接机构，所述连接机构至少用于固定连接所述反应室和降温室。本实用新型提供的氢化物气相外延系统，可以对外延生长的样品单独进行降温处理，从而提高了外延生长设备的利用率，提高了产出，进而降低了生产成本。

技术领域

本实用新型涉及一种气相外延系统，特别涉及一种氢化物气相外延系统，属于晶体生长技术领域。

背景技术

气相沉积(VPE)是一种化学气相沉积(CVD)，涉及将一种或更多种包含化学物质的气体引导到衬底的表面，以使得反应物质在衬底的表面上发生反应并形成膜。例如，VPE可以用于在衬底上生长化合物半导体材料。衬底典型地是盘片形式的结晶材料，通常被称作“晶片”。典型地，材料通过将至少第一和第二前驱体气体注入到容纳有结晶衬底的工艺室中来生长。

化合物半导体例如III-V族半导体可以通过采用氢化物或卤化物的前驱体气体工艺在衬底上生长各种半导体材料层而形成，在氢化物气相外延(HVPE)工艺中，III族氮化物(例如，GaN、AlN)通过热的气态金属卤化物(例如，GaCl或AlCl)与氨气(NH₃)的反应而形成。金属卤化物通过使热的HCl气体在热的III族金属上方通过而生成。所有的反应在控制温度的石英炉中完成，HVPE的一个特征是它可以具有非常高的生长速率，一些现有工艺可达每小时100μm，HVPE的另一特征是它可以用于沉积质量相对较高的膜，因为膜是在无碳的环境中生长并且因为热的HCl气体提供自清洁效果。

采用现有的氢化物气相外延系统进行厚度较大的样品生长时，一般需要进行设备恢复、升温、生长、降温等几个步骤，其中降温过程的耗时一般比较长，持续时间需要几十个小时，从而导致现有的生长工艺效率低下，进而增加了样品生长的成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种氢化物气相外延系统，以克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型实施例提供了一种氢化物气相外延系统，包括：

气相外延生长单元，其包括反应室、源气体供给机构和第一密封机构，所述源气体供给机构与所述反应室连接，并至少用于向反应室内输送用于外延生长的源气体，其中，所述反应室具有第一开口，所述第一密封机构与所述反应室连接并能够打开关闭所述第一开口；

降温单元，其包括降温室和第二密封机构，所述降温室具有第二开口，所述第二密封机构与所述降温室连接并能够打开关闭所述第二开口；以及

连接机构，所述连接机构至少用于固定连接所述反应室和降温室，且当所述反应室和降温室连接时，所述第一开口和第二开口密封连接，并在所述反应室和降温室之间形成可供样品转移的通道。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

1)本实用新型实施例提供的一种氢化物气相外延系统，结构简单，使用方便；

2)本实用新型实施例提供的一种氢化物气相外延系统，可以对外延生长的样品单独进行降温处理，从而提高了外延生长设备的利用率，提高了产出，进而降低了生产成本；

3)本实用新型实施例提供的一种氢化物气相外延系统，对样品进行降温时只需要通入保护性气体及氮气，不需要复杂的生长和掺杂气路系统，也不需要复杂的反应室、降温室设计，降温室不需要多温区而只需要单温区，从而降低了降温室的造价；