CN111876752A - 一种mocvd装置及半导体材料生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MOCVD装置，包括进样室、传输系统、MOCVD反应室、保护密封管及后处理室；所述进样室用于接收待处理样品；所述MOCVD反应室包括喷淋头及样品台，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头喷出，达到放置于所述样品台表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；所述传输系统用于将所述待处理样品从所述进样室输送至所述MOCVD反应室，并将所述预成品从所述MOCVD反应室输送至所述进样室，再通过所述保护密封管输送至所述后处理室；所述保护密封管为保护性气体氛围的管道。本发明的半导体材料不会与大气中的成分进行反应，提升了成品的质量。本发明同时还提供了一种具有上述优点的半导体材料生产设备。

Description

一种MOCVD装置及半导体材料生产设备
技术领域
本发明涉及金属化学气相沉积领域，特别是涉及一种MOCVD装置及半导体材料生产设备。
背景技术
金属有机化学气相沉积(MOCVD)是制备化合物单晶薄膜的一项新型气相外延生长技术，在上世纪80年代初得以实用化。经过几十年的飞速发展，目前MOCVD已成为半导体化合物材料制备的关键技术之一，广泛应用于半导体光电子和微电子器件的制备。
然而，仅仅通过MOCVD完成半导体材料的气相沉积，还不能够直接投入使用，生长好的半导体材料，常常需要经历后续的镀膜、光刻、切割、引线键合、封装等工艺才能最终得到相应的电子器件。而材料一旦从MOCVD装置的生长腔中取出后，就不可避免的要暴露在大气之中，这对部分半导体材料而言存在巨大隐患，会导致半导体材料性能下降，以ZnO基材料举例，对于ZnO基材料等宽禁带氧化物材料而言，由于表面有大量的与氧相关的缺陷，使其极度容易受到大气中氧气和水汽的影响，从而降低的性能，这也是一个需要解决的问题。
因此，如何避免半导体材料在完成金属有机化学气相沉积与后续加工之间受到大气环境影响，是本领域的技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种MOCVD装置及半导体材料生产设备，以解决现有技术中经过MOCVD生长的半导体材料在经过后续处理前，受环境大气影响其性能的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种MOCVD装置，包括进样室、传输系统、MOCVD反应室、保护密封管及后处理室；
所述进样室用于接收待处理样品；
所述MOCVD反应室包括喷淋头及样品台，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头喷出，达到放置于所述样品台表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；
所述传输系统用于将所述待处理样品从所述进样室输送至所述MOCVD反应室，并将所述预成品从所述MOCVD反应室输送至所述进样室，再通过所述保护密封管输送至所述后处理室；
所述保护密封管为保护性气体氛围的管道；
所述后处理室用于对所述预成品进行后续处理。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述后处理室为镀膜室或键合室或光刻室中任一个。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述保护性气体氛围为惰性气体氛围或真空氛围。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述喷淋头为内表面设置有内表面处理层的喷淋头。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述内表面处理层为抗腐蚀层。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述抗腐蚀层的厚度的范围为0.5毫米至2.0毫米，包括端点值。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述喷淋头为不锈钢喷淋头。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述喷淋头的出气口到所述样品台的距离的范围为0.2厘米至20.0厘米，包括端点值。
可选地，在所述的MOCVD装置中，所述喷淋头的输气管为波纹管。
一种半导体材料生产设备，所述半导体材料生产设备包括如上述任一种所述的MOCVD装置。
本发明所提供的MOCVD装置，包括进样室、传输系统、MOCVD反应室、保护密封管及后处理室；所述进样室用于接收待处理样品；所述MOCVD反应室包括喷淋头及样品台，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头喷出，达到放置于所述样品台表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；所述传输系统用于将所述待处理样品从所述进样室输送至所述MOCVD反应室，并将所述预成品从所述MOCVD反应室输送至所述进样室，再通过所述保护密封管输送至所述后处理室；所述保护密封管为保护性气体氛围的管道；所述后处理室用于对所述预成品进行后续处理。本发明通过将所述后处理室与所述MOCVD反应室通过所述保护密封管连接起来，使所述预成品在完成MOCVD半导体生长到后续处理之间，不会暴露在外界大气中，也就意味着刚刚生长完的半导体材料不会与大气中的成分进行反应，保护了所述预成品的表面完整性，提升了最终成品的质量，本发明中，未将所述后处理室直接连接在所述MOCVD反应室上，而是连接于所述进样室的另一侧，其目的是尽量减少所述MOCVD反应室的开口，保证所述MOCVD反应室的真空密封性，提升MOCVD生长质量。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的半导体材料生产设备。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的MOCVD装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明提供的MOCVD装置的一种具体实施方式的喷淋头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种MOCVD装置，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括进样室100、传输系统400、MOCVD反应室200、保护密封管500及后处理室300；
所述进样室100用于接收待处理样品；
所述MOCVD反应室200包括喷淋头210及样品台220，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头210喷出，达到放置于所述样品台220表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；
所述传输系统400用于将所述待处理样品从所述进样室100输送至所述MOCVD反应室200，并将所述预成品从所述MOCVD反应室200输送至所述进样室100，再通过所述保护密封管500输送至所述后处理室300；
所述保护密封管500为保护性气体氛围的管道；
所述后处理室300用于对所述预成品进行后续处理。
作为一种优选方案，所述后处理室300为镀膜室或键合室或光刻室中任一个。
更进一步地，所述喷淋头210的出气口到所述样品台220的距离的范围为0.2厘米至20.0厘米，包括端点值，如0.20厘米、12.20厘米或20.00厘米中任一个。
所述后续处理，指对所述预成品进行后续处理，得到最终成品的过程，包括对半导体材料的镀膜、光刻、切割、引线键合、封装等工艺。
所述传输系统400为可包括传输带、电机及机械臂的系统。
另外，所述喷淋头210的输气管为波纹管，波纹管抗弯折性强，成本低廉，可大大增加所述MOCVD装置的使用寿命与工作稳定性。
本发明所提供的MOCVD装置，包括进样室100、传输系统400、MOCVD反应室200、保护密封管500及后处理室300；所述进样室100用于接收待处理样品；所述MOCVD反应室200包括喷淋头210及样品台220，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头210喷出，达到放置于所述样品台220表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；所述传输系统400用于将所述待处理样品从所述进样室100输送至所述MOCVD反应室200，并将所述预成品从所述MOCVD反应室200输送至所述进样室100，再通过所述保护密封管500输送至所述后处理室300；所述保护密封管500为保护性气体氛围的管道；所述后处理室300用于对所述预成品进行后续处理。本发明通过将所述后处理室300与所述MOCVD反应室200通过所述保护密封管500连接起来，使所述预成品在完成MOCVD半导体生长到后续处理之间，不会暴露在外界大气中，也就意味着刚刚生长完的半导体材料不会与大气中的成分进行反应，保护了所述预成品的表面完整性，提升了最终成品的质量，本发明中，未将所述后处理室300直接连接在所述MOCVD反应室200上，而是连接于所述进样室100的另一侧，其目的是尽量减少所述MOCVD反应室200的开口，保证所述MOCVD反应室200的真空密封性，提升MOCVD生长质量。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述MOCVD装置做改进，得到具体实施方式二，其结构示意图与上述具体实施方式相同，包括进样室100、传输系统400、MOCVD反应室200、保护密封管500及后处理室300；
所述进样室100用于接收待处理样品；
所述MOCVD反应室200包括喷淋头210及样品台220，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头210喷出，达到放置于所述样品台220表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；
所述传输系统400用于将所述待处理样品从所述进样室100输送至所述MOCVD反应室200，并将所述预成品从所述MOCVD反应室200输送至所述进样室100，再通过所述保护密封管500输送至所述后处理室300；
所述保护密封管500为保护性气体氛围的管道；
所述后处理室300用于对所述预成品进行后续处理；
所述保护性气体氛围为惰性气体氛围或真空氛围。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中具体限定了所述保护密封管500的内部氛围，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
本具体实施方式中，限定了所述保护密封管500的内部氛围，所述保护性密封管的作用是保证所述预成品在从所述MOCVD反应室200到所述后处理室300的过程中隔绝外界气氛环境，避免所述预成品与空气中的成分反应，因此所述保护密封管500可为惰性气体氛围的密封管或真空密封管，所述保护性密封管可通过气密门与所述MOCVD反应室200及所述后处理室300相连接，保证互相之间的气体氛围互不干扰。
优选地，采用所述真空氛围的保护密封管500成本更低，占用空间更小，设置更灵活。
在具体实施方式二的基础上，进一步对所述MOCVD装置做改进，得到具体实施方式三，其局部结构示意图如图2所示，包括进样室100、传输系统400、MOCVD反应室200、保护密封管500及后处理室300；
所述进样室100用于接收待处理样品；
所述MOCVD反应室200包括喷淋头210及样品台220，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头210喷出，达到放置于所述样品台220表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；
所述传输系统400用于将所述待处理样品从所述进样室100输送至所述MOCVD反应室200，并将所述预成品从所述MOCVD反应室200输送至所述进样室100，再通过所述保护密封管500输送至所述后处理室300；
所述保护密封管500为保护性气体氛围的管道；
所述后处理室300用于对所述预成品进行后续处理；
所述保护性气体氛围为惰性气体氛围或真空氛围；
所述喷淋头210为内表面设置有内表面处理层的喷淋头210。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中为所述喷淋头210增设了内表面处理层，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
本具体实施方式中，为所述MOCVD装置的喷淋头210设置了所述内表面处理层，以应对所述MOCVD反应中不同药品得特性，比如，通过所述喷淋头210的MOCVD药品具有高腐蚀性，则优选地，所述内表面处理层即为抗腐蚀层，提升所述喷淋头210的抗腐蚀性，提升所述MOCVD装置的工作稳定性与使用寿命。更进一步地，所述喷淋头210为不锈钢喷淋头210，进一步增加所述喷淋头210的抗腐蚀性。再进一步地，所述抗腐蚀层的厚度的范围为0.5毫米至2.0毫米，包括端点值，如0.50毫米、1.05毫米或2.00毫米中任一个。
当然，所述内表面处理层也可为其他处理层，如防止MOCVD药品凝结在侧壁上上的抗凝结层，或者提升结构强度的渗碳层等，可根据实际情况作相应选择。
本发明还提供了一种半导体材料生产设备，所述半导体材料生产设备包括如上述任一种所述的MOCVD装置。本发明所提供的MOCVD装置，包括进样室100、传输系统400、MOCVD反应室200、保护密封管500及后处理室300；所述进样室100用于接收待处理样品；所述MOCVD反应室200包括喷淋头210及样品台220，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头210喷出，达到放置于所述样品台220表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；所述传输系统400用于将所述待处理样品从所述进样室100输送至所述MOCVD反应室200，并将所述预成品从所述MOCVD反应室200通过所述保护密封管500输送至所述后处理室300；所述保护密封管500为保护性气体氛围的管道；所述后处理室300用于对所述预成品进行后续处理。本发明通过将所述后处理室300与所述MOCVD反应室200通过所述保护密封管500连接起来，使所述预成品在完成MOCVD半导体生长到后续处理之间，不会暴露在外界大气中，也就意味着刚刚生长完的半导体材料不会与大气中的成分进行反应，保护了所述预成品的表面完整性，提升了最终成品的质量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的MOCVD装置及半导体材料生产设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种MOCVD装置，其特征在于，包括进样室、传输系统、MOCVD反应室、保护密封管及后处理室；
所述进样室用于接收待处理样品；
所述MOCVD反应室包括喷淋头及样品台，进行气相沉淀处理的药品从所述喷淋头喷出，达到放置于所述样品台表面的所述待处理样品的表面进行反应，得到预成品；
所述传输系统用于将所述待处理样品从所述进样室输送至所述MOCVD反应室，并将所述预成品从所述MOCVD反应室输送至所述进样室，再通过所述保护密封管输送至所述后处理室；
所述保护密封管为保护性气体氛围的管道；
所述后处理室用于对所述预成品进行后续处理。
2.如权利要求1所述的MOCVD装置，其特征在于，所述保护性气体氛围为惰性气体氛围或真空氛围。
3.如权利要求1所述的MOCVD装置，其特征在于，所述后处理室为镀膜室或键合室或光刻室中任一个。
4.如权利要求1所述的MOCVD装置，其特征在于，所述喷淋头为内表面设置有内表面处理层的喷淋头。
5.如权利要求4所述的MOCVD装置，其特征在于，所述内表面处理层为抗腐蚀层。
6.如权利要求5所述的MOCVD装置，其特征在于，所述抗腐蚀层的厚度的范围为0.5毫米至2.0毫米，包括端点值。
7.如权利要求1所述的MOCVD装置，其特征在于，所述喷淋头为不锈钢喷淋头。
8.如权利要求1所述的MOCVD装置，其特征在于，所述喷淋头的出气口到所述样品台的距离的范围为0.2厘米至20.0厘米，包括端点值。
9.如权利要求1所述的MOCVD装置，其特征在于，所述喷淋头的输气管为波纹管。
10.一种半导体材料生产设备，其特征在于，所述半导体材料生产设备包括如权利要求1至9任一项所述的MOCVD装置。
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