制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，包含：第一反應(yīng)腔，通過外延反應(yīng)在襯底基板上形成緩沖層，襯底基板放置于托盤上；第二反應(yīng)腔，通過外延反應(yīng)在已形成有緩沖層的襯底基板上形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)；裝卸腔，放置已形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板，或用于放置待進(jìn)行外延反應(yīng)的襯底基板；傳輸腔，分別連接第一反應(yīng)腔、第二反應(yīng)腔與裝卸腔，傳輸腔中設(shè)有機(jī)械手，該機(jī)械手使襯底基板或襯底基板所在托盤在第一反應(yīng)腔、第二反應(yīng)腔與裝卸腔之間轉(zhuǎn)移。本實(shí)用新型設(shè)置多個(gè)反應(yīng)腔分別進(jìn)行不同工藝分步生產(chǎn)功率器件，有效節(jié)省了不同工藝之間切換的時(shí)間，并減少了前一工藝對(duì)后續(xù)工藝的影響，提高了生產(chǎn)效率和功率器件的質(zhì)量。
【專利說明】制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體制造設(shè)備，具體涉及一種用于制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于能提供局效(局擊穿電壓和局導(dǎo)電性能)、低能耗、和快速轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)，氣化嫁(GaN)功率器件是移動(dòng)通信、雷達(dá)等微波系統(tǒng)所需的高頻、高效率、高功率微波功率器件的優(yōu)秀候選者。目前，生產(chǎn)GaN功率器件主要通過MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，在外延基片例如碳化硅(SiC)基片或者硅(Si)基片上進(jìn)行一系列的外延反應(yīng)生長出完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。
[0003]MOCVD反應(yīng)腔可以支持不同的工藝，在外延基片上生長不同的層。在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)MOCVD反應(yīng)腔往往用來生長完整的器件結(jié)構(gòu)，例如LED器件或功率器件，整個(gè)外延過程結(jié)束后就能得到相應(yīng)的器件結(jié)構(gòu)。因?yàn)槠骷Y(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，包括多個(gè)不同材料或摻雜的外延層，因此生長過程涉及多種工藝。在每種工藝條件下，反應(yīng)氣體的成分組成和流量，以及發(fā)生反應(yīng)時(shí)的溫度和生長壓力會(huì)不一樣，有時(shí)甚至?xí)嬖谳^大差異。在一種工藝完成后進(jìn)行另一種后續(xù)工藝時(shí)，一方面，反應(yīng)腔工藝條件的切換會(huì)占用大量的時(shí)間，即不同工藝之間等待時(shí)間較長，從而大幅延長整個(gè)外延生長的時(shí)間，降低了外延的生產(chǎn)效率；另一方面，前一工藝的殘余反應(yīng)氣體或反應(yīng)物還會(huì)影響到后續(xù)工藝，降低外延生長質(zhì)量，從而降低器件的品質(zhì)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，用于制造氮化鎵功率器件，其特點(diǎn)是，該多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含:
[0006]第一反應(yīng)腔，其用于通過外延反應(yīng)在襯底基板上形成緩沖層，其中襯底基板放置于托盤上；
[0007]第二反應(yīng)腔，其用于通過外延反應(yīng)在已形成有緩沖層的襯底基板上形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)；
[0008]裝卸腔，其用于放置已形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板，或用于放置待進(jìn)彳丁外延反應(yīng)的襯底基板；
[0009]傳輸腔，其分別連接第一反應(yīng)腔、第二反應(yīng)腔與裝卸腔，該傳輸腔中設(shè)有機(jī)械手，該機(jī)械手用于實(shí)現(xiàn)襯底基板或襯底基板所在托盤在第一反應(yīng)腔、第二反應(yīng)腔與裝卸腔之間轉(zhuǎn)移。
[0010]上述的第一反應(yīng)腔為物理氣相沉積反應(yīng)腔、激光脈沖沉積反應(yīng)腔或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔。
[0011]上述的第二反應(yīng)腔為金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔。[0012]上述多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含多個(gè)第二反應(yīng)腔；多個(gè)第二反應(yīng)腔組合完成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的生長，其中每個(gè)第二反應(yīng)腔完成一部分氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的生長。
[0013]上述多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)第二反應(yīng)腔；每個(gè)第二反應(yīng)腔獨(dú)立完成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的生長。
[0014]上述多反應(yīng)腔系統(tǒng)還包含連接所述傳輸腔的緩沖腔，該緩沖腔用于存放從第一反應(yīng)腔中取出的已形成緩沖層的襯底基板；或者緩沖腔用于存放從第二反應(yīng)腔中取出的形成完整或部分氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板。
[0015]上述緩沖腔中設(shè)有包含多層擱板的支架，擱板用于放置襯底基板或襯底基板所在托盤。
[0016]上述第一反應(yīng)腔、第二反應(yīng)腔和裝卸腔分別與傳輸腔之間設(shè)有真空隔離閥；裝卸腔與外界設(shè)有真空隔離閥。
[0017]上述多反應(yīng)腔系統(tǒng)還包含連接裝卸腔的裝卸臺(tái)；裝卸腔與裝卸臺(tái)之間設(shè)有真空隔離閥。
[0018]上述襯底基板為硅基板，上述緩沖層為氮化鋁層或氮化鋁鎵層或含鐵的氮化鎵層。
[0019]上述完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)由襯底基板起依次包含:緩沖層、第一氮化鋁鎵層、第二氮化鋁鎵層、氮化鎵層、氮化鋁層以及第三氮化鋁鎵層；所述第一氮化鋁鎵層、第二氮化鋁鎵層和第三氮化鋁鎵層中鋁含量不同。
[0020]本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于，本實(shí)用新型設(shè)置多個(gè)反應(yīng)腔來生產(chǎn)功率器件，第一反應(yīng)腔用于在襯底基板上外延出緩沖層，第二反應(yīng)腔用于外延出完整的氮化鎵功率器件，第一反應(yīng)腔和第二反應(yīng)腔分步進(jìn)行不同的工藝，和將現(xiàn)有技術(shù)中單個(gè)MOCVD反應(yīng)腔以單反應(yīng)腔系統(tǒng)完成全部工藝相比，有效節(jié)省了不同工藝之間切換的時(shí)間，并減少了前一工藝對(duì)后續(xù)工藝的影響，且不同反應(yīng)腔可以長時(shí)間保持真空環(huán)境，提高了生產(chǎn)效率和功率器件的質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)實(shí)施例五的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖，進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
[0027]本實(shí)用新型公開一種用于制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)。
[0028]如圖1所示，公開了本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)的實(shí)施例一，該多反應(yīng)腔系統(tǒng)用于制造氮化鎵(GaN)功率器件，包括:一個(gè)第一反應(yīng)腔104、一個(gè)第二反應(yīng)腔106、一個(gè)裝卸腔108和一個(gè)傳輸腔102。
[0029]第一反應(yīng)腔104用于通過外延反應(yīng)在襯底基板31上形成緩沖層。[0030]第二反應(yīng)腔106用于通過外延反應(yīng)在第一反應(yīng)腔輸出的已形成有緩沖層的襯底基板31上形成完整的氮化鎵(GaN)功率器件結(jié)構(gòu)。
[0031 ] 裝卸腔108用于放置第二反應(yīng)腔106輸出的已形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板31，或用于放置等待送入第一反應(yīng)腔104的待進(jìn)行外延反應(yīng)的襯底基板31。也就是說作為襯底基板31的輸入輸出接口，裝卸腔108中放置已經(jīng)形成完整GaN功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板31，或者放置等待進(jìn)行外延反應(yīng)的襯底基板31 ;通常在進(jìn)行功率器件制備的過程中襯底基板31會(huì)放置在托盤30上。
[0032]傳輸腔102分別連接第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106與裝卸腔108。該傳輸腔102中設(shè)有機(jī)械手2，該機(jī)械手2用于實(shí)現(xiàn)襯底基板31在第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106與裝卸腔108之間轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)將襯底基板31從一個(gè)腔體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)腔體。在進(jìn)行外延反應(yīng)時(shí)，為一次實(shí)現(xiàn)多個(gè)襯底基板31的轉(zhuǎn)移，在一種可選的方案中，機(jī)械手2可以將襯底基板31所在托盤30從一個(gè)腔體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)腔體，從而實(shí)現(xiàn)襯底基板31在不同腔體之間的轉(zhuǎn)移。例如機(jī)械手從第二反應(yīng)腔106中取出已形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板，并放入裝卸腔108中。
[0033]為表達(dá)方便，下面以托盤30 (襯底基板31置于該托盤30上)為例進(jìn)行說明，托盤30放入裝卸腔108后，機(jī)械手2將托盤30從裝卸腔108中取出，送入第一反應(yīng)腔104 ;在第一反應(yīng)腔104完成外延反應(yīng)在襯底基板31上形成緩沖層后，機(jī)械手2將托盤30從第一反應(yīng)腔104中取出，送入第二反應(yīng)腔106 ;在第二反應(yīng)腔106完成外延反應(yīng)得到完整GaN功率器件結(jié)構(gòu)后，機(jī)械手2將托盤30從第二反應(yīng)腔106中取出，放入裝卸腔108后以便取出。
[0034]不難明白，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108與傳輸腔102之間分別設(shè)有可打開的密封隔離裝置126，例如真空隔離閥。裝卸腔108與外界之間設(shè)有類似的可打開的密封隔離裝置126，該可打開的密封隔離裝置用于裝卸腔108隔離或連通大氣，該可打開的密封隔離裝置126可以采用真空隔離閥。真空隔離閥在滿足一定條件例如在真空環(huán)境下打開后，機(jī)械手2實(shí)現(xiàn)托盤30在不同腔體之間的轉(zhuǎn)移，一般而言機(jī)械手2具有轉(zhuǎn)動(dòng)、徑向平移、上下移動(dòng)3個(gè)運(yùn)動(dòng)功能。
[0035]進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，第一反應(yīng)腔可以是PVD (物理氣相沉積)反應(yīng)腔，PLD (激光脈沖沉積)或者是MOCVD反應(yīng)腔。第二反應(yīng)腔為金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)反應(yīng)腔。
[0036]本實(shí)施例中襯底基板31可以是碳化硅(SiC)基板、藍(lán)寶石基板或者硅基板。以在硅基板上生長氮化鎵(GaN)功率器件為例，完整氮化鎵(GaN)功率器件結(jié)構(gòu)包括:緩沖層、第一氮化鋁鎵(AlGaN)層、第二氮化鋁鎵(AlGaN)層、氮化鎵(GaN)層、氮化鋁(AlN)層以及第三氮化鋁鎵(AlGaN)層。其中第一 AlGaN層、第二 AlGaN層和第三AlGaN層中鋁(Al)含量不同，緩沖層可以為AlN層或AlGaN層或含鐵(Fe)的GaN層。由于襯底基板31上完整GaN功率器件結(jié)構(gòu)已被現(xiàn)有技術(shù)所揭示，此處不再詳細(xì)敘述。此外本發(fā)明實(shí)施例對(duì)襯底基板31的尺寸大小也不做限制，以硅基板為例，其大小可以是2英寸、4英寸、6英寸或8英寸
坐寸ο
[0037]如圖2所示，為本實(shí)用新型制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)的實(shí)施例二，該多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含傳輸腔102，以及和傳輸腔102分別相連接的第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108。傳輸腔102和第一反應(yīng)腔104之間設(shè)有真空隔離閥126，傳輸腔102和第二反應(yīng)腔106之間設(shè)有真空隔離閥126，傳輸腔102和裝卸腔108之間設(shè)有真空隔離閥126。傳輸腔102中設(shè)有機(jī)械手2。
[0038]本實(shí)施例中，多反應(yīng)腔系統(tǒng)還包含有裝卸臺(tái)110，該裝卸臺(tái)110和裝卸腔108相連接。裝卸臺(tái)110和傳輸腔108之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126，以實(shí)現(xiàn)和大氣的隔離或連通，例如該密封隔離裝置可以是真空隔離閥。操作人員可以在裝卸臺(tái)110進(jìn)行換托盤30或者換托盤30上襯底基板31的操作，該裝卸臺(tái)110可以放在一個(gè)充滿氮?dú)獾氖痔紫淅锩?，保持干凈的作業(yè)環(huán)境。或者裝卸臺(tái)110也可以放在一個(gè)裝有高效空氣過濾器的無塵層流罩內(nèi)，以使作業(yè)環(huán)境滿足粉塵控制的要求。
[0039]如圖3所示，多反應(yīng)腔系統(tǒng)中包含有傳輸腔102，以及連接該傳輸腔102的第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108，以及連接裝卸腔108的裝卸臺(tái)110。裝卸臺(tái)110和傳輸腔108之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126 ;第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108分別與傳輸腔102之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126。
[0040]多反應(yīng)腔系統(tǒng)可以包含有多個(gè)第二反應(yīng)腔106。第二反應(yīng)腔106可以都采用MOCVD
反應(yīng)腔。
[0041]由于第一反應(yīng)腔104和第二反應(yīng)腔106均和傳輸腔102相連接，因此第二反應(yīng)腔106的個(gè)數(shù)取決于傳輸腔102的設(shè)計(jì)，傳輸腔102可設(shè)置多個(gè)用于與第二反應(yīng)腔連接的端口，根據(jù)具體需要設(shè)置傳輸腔102上端口的數(shù)量，傳輸腔102即可連接相應(yīng)數(shù)量的第二反應(yīng)腔106。如圖3所示，本實(shí)施例中，多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含兩個(gè)與傳輸腔102連通的第二反應(yīng)腔106。
[0042]在一個(gè)可選方案中，兩個(gè)第二反應(yīng)腔106中的每一個(gè)都可在已形成有緩沖層的襯底基板31上獨(dú)立形成完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。
[0043]在另一個(gè)可選方案中，兩個(gè)第二反應(yīng)腔106可以組合完成GaN功率器件結(jié)構(gòu)的生長，其中每個(gè)反應(yīng)腔只生長GaN功率器件的部分結(jié)構(gòu)，例如前一個(gè)第二反應(yīng)腔106在第一反應(yīng)腔104輸出的襯底基板31上形成部分GaN功率器件結(jié)構(gòu)，后一個(gè)第二反應(yīng)腔106在前一個(gè)第二反應(yīng)腔106輸出的形成有部分GaN功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板31上進(jìn)行后續(xù)外延，得到完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。因而在該實(shí)施例中，可能會(huì)出現(xiàn)如下情形；機(jī)械手2從第一反應(yīng)腔104中取出托盤30后，送入一個(gè)第二反應(yīng)腔106，在該第二反應(yīng)腔106中完成外延反應(yīng)后，機(jī)械手2將托盤30送入另一個(gè)第二反應(yīng)腔106接著進(jìn)行外延反應(yīng)以獲得完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。
[0044]如圖4所示，多反應(yīng)腔系統(tǒng)中包含有傳輸腔102，以及連接該傳輸腔102的第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108，以及連接裝卸腔108的裝卸臺(tái)110。裝卸臺(tái)110和裝卸腔108之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126 ;第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108分別與傳輸腔102之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126。
[0045]多反應(yīng)腔系統(tǒng)可以包含有多個(gè)第二反應(yīng)腔106。第二反應(yīng)腔106可以都采用MOCVD
反應(yīng)腔。
[0046]由于第一反應(yīng)腔104和第二反應(yīng)腔106均和傳輸腔102相連接，因此第二反應(yīng)腔106的個(gè)數(shù)取決于傳輸腔102的設(shè)計(jì)，傳輸腔102可設(shè)置多個(gè)用于與第二反應(yīng)腔連接的端口，根據(jù)具體需要設(shè)置傳輸腔102上端口的數(shù)量，傳輸腔102即可連接相應(yīng)數(shù)量的第二反應(yīng)腔106。如圖4所示，本實(shí)施例中，多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含三個(gè)與傳輸腔102連通的第二反應(yīng)腔106。[0047]在一個(gè)可選方案中，三個(gè)第二反應(yīng)腔106中的每一個(gè)都可在已形成有緩沖層的襯底基板31上獨(dú)立形成完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。
[0048]在另一個(gè)可選方案中，三個(gè)第二反應(yīng)腔106可以組合完成GaN功率器件結(jié)構(gòu)的生長，其中每個(gè)反應(yīng)腔只生長GaN功率器件的部分結(jié)構(gòu)，例如前一個(gè)第二反應(yīng)腔106在第一反應(yīng)腔104輸出的襯底基板31上形成部分GaN功率器件結(jié)構(gòu)，后一個(gè)第二反應(yīng)腔106在前一個(gè)第二反應(yīng)腔106輸出的形成有部分GaN功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板31上進(jìn)行后續(xù)外延，以此類推，直至得到完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。因而在該實(shí)施例中，可能會(huì)出現(xiàn)如下情形；機(jī)械手2從第一反應(yīng)腔104中取出托盤30后，送入一個(gè)第二反應(yīng)腔106，在該第二反應(yīng)腔106中完成外延反應(yīng)后，機(jī)械手2將托盤30送入另一個(gè)第二反應(yīng)腔106接著進(jìn)行外延反應(yīng)，之后再送入又一個(gè)第二反應(yīng)腔106以獲得完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。
[0049]如圖3并結(jié)合圖4所示，可以根據(jù)需要調(diào)整連接傳輸腔102的第二反應(yīng)腔106數(shù)量，傳輸腔102的形狀結(jié)構(gòu)也可以做相應(yīng)改變。
[0050]如圖5所示，在另一個(gè)實(shí)施例中，多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含有傳輸腔102，連接該傳輸腔102的第一反應(yīng)腔104、三個(gè)第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108，以及連接裝卸腔108的裝卸臺(tái)110。裝卸臺(tái)110和裝卸腔108之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126 ;第一反應(yīng)腔104、三個(gè)第二反應(yīng)腔106和裝卸腔108分別與傳輸腔102之間設(shè)有可打開的密封隔離裝置126。
[0051]多反應(yīng)腔系統(tǒng)還包含有緩沖腔112，該緩沖腔112和傳輸腔102相連，用于存放機(jī)械手2從第一反應(yīng)腔104取出的已形成緩沖層的襯底基板31或該襯底基板31所在托盤30。進(jìn)一步地，緩沖腔112和傳輸腔102之間設(shè)有真空隔離閥126。以下仍以托盤30為例進(jìn)行說明，相應(yīng)地，機(jī)械手2可以從緩沖腔112中取出托盤30后送入第二反應(yīng)腔106?；蛘呔彌_腔112用于存放從機(jī)械手2從第二反應(yīng)腔106中取出的襯底基板31或襯底基板31所在托盤30.這里可能存在兩種情況，第一種情況，外延反應(yīng)已經(jīng)全部完成，得到了完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)；第二種情況，外延反應(yīng)僅完成部分，GaN功率器件結(jié)構(gòu)沒有全部長好；仍以托盤30為例進(jìn)行說明，相應(yīng)地，機(jī)械手2從緩沖腔112中取出托盤30后送入裝卸腔108，或者機(jī)械手2從緩沖腔112中取出托盤30后送入進(jìn)行下一步外延反應(yīng)的第二反應(yīng)腔106。
[0052]由此可見，本實(shí)施方案中，機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)托盤(或襯底基板)在第一反應(yīng)腔104、第二反應(yīng)腔106、裝卸腔108和緩沖腔112之間轉(zhuǎn)移。
[0053]需要指出的是，正常生產(chǎn)過程中對(duì)裝卸腔108來說，無論是從某個(gè)第二反應(yīng)腔106接收托盤30，還是從緩沖腔112接收托盤30，優(yōu)選地，該托盤30中的襯底基板31上已具有完整的GaN功率器件結(jié)構(gòu)。
[0054]進(jìn)一步地，緩沖腔112中設(shè)有包含多層擱板的支架，其中擱板用于放置襯底基板31或襯底基板31所在托盤30。
[0055]緩沖腔112中放置的襯底基板31可以是具有完整GaN功率器件結(jié)構(gòu)或部分GaN功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板31。
[0056]本實(shí)用新型采用多個(gè)反應(yīng)腔來生產(chǎn)功率器件，第一反應(yīng)腔用于在襯底基板31上外延出緩沖層，第二反應(yīng)腔用于接著外延出完整的GaN功率器件，第一反應(yīng)腔和第二反應(yīng)腔分步進(jìn)行不同的工藝，和現(xiàn)有技術(shù)中單個(gè)MOCVD反應(yīng)腔完成全部工藝相比，有效節(jié)省了不同工藝之間切換的時(shí)間，并減少了前一工藝對(duì)后續(xù)工藝的影響，提高了生產(chǎn)效率和功率器件的質(zhì)量。[0057]盡管本實(shí)用新型的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本實(shí)用新型的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本實(shí)用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，用于制造氮化鎵功率器件，其特征在于，該多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含: 第一反應(yīng)腔(104)，其用于通過外延反應(yīng)在襯底基板上形成緩沖層，所述襯底基板放置于托盤上； 第二反應(yīng)腔(106)，其用于通過外延反應(yīng)在已形成有緩沖層的襯底基板上形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)； 裝卸腔(108)，其用于放置已形成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板，或用于放置待進(jìn)彳丁外延反應(yīng)的襯底基板； 傳輸腔(102)，其分別連接所述的第一反應(yīng)腔(104)、第二反應(yīng)腔(106)與裝卸腔(108)，該傳輸腔(102)中設(shè)有機(jī)械手，該機(jī)械手用于實(shí)現(xiàn)襯底基板或襯底基板所在托盤在所述第一反應(yīng)腔(104)、第二反應(yīng)腔(106)與裝卸腔(108)之間轉(zhuǎn)移。
2.如權(quán)利要求1所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一反應(yīng)腔(104)為物理氣相沉積反應(yīng)腔、激光脈沖沉積反應(yīng)腔或金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二反應(yīng)腔(106)為金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔。
4.如權(quán)利要求3所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含多個(gè)第二反應(yīng)腔(106);多個(gè)所述第二反應(yīng)腔(106)組合完成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的生長，其中每個(gè)第二反應(yīng)腔(106)完成一部分氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的生長。
5.如權(quán)利要求3所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述多反應(yīng)腔系統(tǒng)包含一個(gè)或多個(gè)第二反應(yīng)腔(106 );每個(gè)第二反應(yīng)腔(106 )獨(dú)立完成完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的生長。
6.如權(quán)利要求1所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述多反應(yīng)腔系統(tǒng)還包含連接所述傳輸腔(102)的緩沖腔(112)，該緩沖腔(112)用于存放從第一反應(yīng)腔(104)中取出的已形成緩沖層的襯底基板；或者緩沖腔(112)用于存放從第二反應(yīng)腔(106)中取出的形成完整或部分氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)的襯底基板。
7.如權(quán)利要求6所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖腔(112)中設(shè)有包含多層擱板的支架，所述擱板用于放置襯底基板或襯底基板所在托盤。
8.如權(quán)利要求6或7所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反應(yīng)腔(104)、第二反應(yīng)腔(106)和裝卸腔(108)分別與傳輸腔(102)之間設(shè)有真空隔離閥，所述傳輸腔(102)和緩沖腔(112)之間設(shè)有真空隔離閥，所述裝卸腔(108)與外界設(shè)有真空隔離閥。
9.如權(quán)利要求1所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述第一反應(yīng)腔(104)、第二反應(yīng)腔(106)和裝卸腔(108)分別與傳輸腔(102)之間設(shè)有真空隔離閥；所述裝卸腔(108)與外界設(shè)有真空隔離閥。
10.如權(quán)利要求1所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述多反應(yīng)腔系統(tǒng)還包含連接所述裝卸腔(108)的裝卸臺(tái)(110);所述裝卸腔(108)與裝卸臺(tái)(110)之間設(shè)有真空隔離閥；所述第一反應(yīng)腔(104)、第二反應(yīng)腔(106)和裝卸腔(108)分別與傳輸腔(102)之間設(shè)有真空隔 離閥。
11.如權(quán)利要求1所述的制造功率器件的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述襯底基板為硅基板，所述緩沖層為氮化鋁層或氮化鋁鎵層或含鐵的氮化鎵層。
12.如權(quán)利要求11所述的多反應(yīng)腔系統(tǒng)，其特征在于，所述完整的氮化鎵功率器件結(jié)構(gòu)由襯底基板起依次包含:緩沖層、第一氮化鋁鎵層、第二氮化鋁鎵層、氮化鎵層、氮化鋁層以及第三氮化鋁鎵層；所述第一氮化鋁鎵層、第二氮化鋁鎵層和第三氮化鋁鎵層中鋁含量 不同。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK203607375SQ201320688090
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】陳愛華 申請(qǐng)人:中晟光電設(shè)備（上海）有限公司