[发明专利]化学气相沉积设备及碳化硅外延层制备方法

权利要求书

1.一种化学气相沉积设备，包括：

备样室，适用于提供放置装载有衬底晶圆片的托盘的空间；

操作室，包括：

机械手，适用于自动抓取所述备样室中的所述托盘并输运至对应的反应室；

陷气阱，适用于排空进入所述操作室的气体；

所述反应室，包括：

第一生长室，适用于提供生长缓冲层的反应空间；

第二生长室，适用于提供生长N型外延层的反应空间；

第三生长室，适用于提供生长P型外延层的反应空间；以及

中转室，适用于在所述第一生长室、所述第二生长室以及所述第三生长室同时生长对应的外延层时，对多个所述托盘提供暂存的空间；

取样室，适用于放置装载有反应完成的晶圆片的托盘；

其中，所述操作室配置为设置于化学气相沉积设备的中心，所述备样室、所述反应室以及所述取样室配置为设置于所述操作室的周围；所述操作室与其它各室之间通过阀门连接。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述备样室、所述反应室以及所述取样室被配置为真空室；

多个所述真空室分别配置有独立的气体入口以及气体出口；

多个所述气体出口与不锈钢气管连接后并联，并通过真空泵将反应残余气体抽至尾气塔。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，

所述机械手的材质为石墨以及碳化硅陶瓷中的一种；

所述机械手具有分别沿X轴、Y轴以及Z轴三个方向移动的功能。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，

所述机械手包括弹力绳盒、弹力绳收纳轮、电机和可动指盘；

所述弹力绳盒，适用于放置弹力绳；

所述可动指盘上配置有多组可动指；

其中，在所述电机的驱动下，所述弹力绳收纳轮收紧弹力绳，以使得所述可动指带动弹簧向轴心移动，进而抓住装载有晶圆片的托盘；撤掉电机后，所述弹簧收缩，带动所述可动指朝着远离轴心的方向移动，进而松开所述装载有晶圆片的托盘。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，陷气阱包括：上部和下部；

所述上部包括：

整面铺设的入气孔，适用于提供将惰性气体通入所述操作室的入口；

第一隔离墙，设置于与所述各真空室的外壁衔接，适用于将入气孔通入的所述惰性气体进行阻挡，使得所述惰性气体垂直向下运动；

所述下部包括：

陷气槽，设置于操作室底部，并配置为环状，适用于将从多个所述真空室中进入所述操作室的所述反应残余气体进行聚集；

第二隔离墙，设置于与所述第一隔离墙相对应的位置，适用于将从多个所述真空室中进入到所述操作室的所述反应残余气体进行隔离；

回气孔，所述回气孔设置于所述陷气槽内，配置为与所述真空泵连接，进而实现将进入操作室的所述反应残余气体抽至尾气塔；其中，相邻两个所述第二隔离墙之间设置有多个所述回气孔。

6.一种碳化硅外延层制备方法，应用于如权利要求1～5中任一项所述的设备，包括：

将装载有衬底晶圆片的托盘经由备样室运输至操作室；

利用机械手从所述操作室中抓取所述托盘，运输至第一生长室，实现在所述衬底晶圆片上生长缓冲层；

在所述第一生长室中完成所述缓冲层生长状态的情况下，利用所述机械手从所述操作室中抓取所述托盘，运输至第二生长室，实现在所述缓冲层上生长N型外延层；

在所述第二生长室中完成所述N型外延层生长状态的情况下，利用所述机械手从所述操作室中抓取所述托盘，运输至第三生长室，实现在所述N型外延层上生长P型外延层；

在所述第三生长室中完成所述P型外延层生长状态的情况下，利用机械手从所述操作室中抓取所述托盘，运输至取样室，完成碳化硅外延层的制备；

其中，在所述第一生长室、所述第二生长室以及所述第三生长室分别同时生长对应的外延层时，利用所述机械手抓取多个所述托盘，并暂存在中转室中。