CN116716592A - 一种半导体制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及半导体制备技术，具体公开了一种半导体制备系统，包括生产单元和中控单元，生产单元用于半导体的制备生产，中控单元用于对生产单元在进行制备生产半导体时，对其工作状况进行精确控制，其中，生产单元包括：外机体和半导体制备室，半导体制备室位于外机体内部，且其自上而下设有半导体制备腔和半导体成型腔，在半导体制备腔和半导体成型腔之间还设有流通管，半导体制备腔为一密闭腔室，在其内部蓄有镓液，半导体制备腔的侧部还安装有第一加热组件，在半导体制备腔的顶部贯穿设有延伸至外机体外部的第一输入管，第一输入管的底端通过伸缩件连接有分流件，提升整个系统的智能化和便捷化，并确保最终生成的半导体成品质量更好。

Description

一种半导体制备系统

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，尤其涉及一种半导体制备系统。

背景技术

近几年来，氮化镓等氮化物合金材料由于其在紫外以及可见光优越的光电特性被广泛地应用于半导体产业。目前采用气体外延方法制备Ⅲ族氮化物材料是半导体行业中最实用的且有效的方法，而气相外延法在制备氮化镓时，主要流程为：首先将氨气和预先生成的氯化镓气体充分混合，形成氮化镓生长混气，再将氮化镓生长混气覆盖到氮化镓种子上，进行氮化镓的生长，而在这个过程中，生长混气的混合程度将直接影响氮化镓的生长程度，而这也正是现有技术存在的难点之一。

现有技术在制备氮化镓时，难以确保制备腔中的放置物与反应气体之间进行充分接触，而导致不能生成足量的氯化镓气体，进而影响最终半导体成品产量，同时在现有技术中，氮化镓在最终生长成型时，需要通过加热器对半导体承载台上的氮化镓晶体种子进行加热，促使其在高温下进行反应生长，但是现有技术难以确保加热器对半导体承载台上氮化镓种子进行均匀加热，造成其受热温度不均，从而导致各区域的氮化镓晶体生长速率不一致，进而出现氮化镓晶体薄膜生长不均匀，层与层之间因晶格失配而产生应力导致晶体薄膜片翘曲碎裂，以此极大的影响到最终氮化镓的成品质量。

发明内容

本发明目的在于提供一种半导体制备系统，以解决现有技术中存在的问题之一。

本发明通过下述技术方案实现：

一种半导体制备系统，包括生产单元和中控单元，所述生产单元用于半导体的制备生产，所述中控单元用于对生产单元在进行制备生产半导体时，对其工作状况进行精确控制，其中，所述生产单元包括：外机体和半导体制备室，所述半导体制备室位于外机体内部，且其自上而下设有半导体制备腔和半导体成型腔，在所述半导体制备腔和半导体成型腔之间还设有流通管，所述半导体制备腔为一密闭腔室，在其内部蓄有镓液，所述半导体制备腔的侧部还安装有第一加热组件，在所述半导体制备腔的顶部贯穿设有延伸至外机体外部的第一输入管，所述第一输入管的底端通过伸缩件连接有分流件；

所述伸缩件包括一端与第一输入管相连接、另一端连接有封堵管头的可伸缩管节；其中，所述封堵管头为一中空管体，其内设有开关阀，所述开关阀包括上阀体、下阀体和阀芯，所述上阀体和下阀体之间形成阀体空腔，所述阀体空腔包括阀芯腔和阀腔流道，所述阀芯腔位于上阀体和下阀体之间的中心位置处，且其与阀芯相适配，所述阀腔流道均布在阀芯腔四周，且各阀腔流道呈V形，其一端与阀芯腔相连通，另一端贯穿至上阀体外部，且阀腔流道与阀芯腔相连通的开口朝倾斜向上的方向设置，且所述阀腔流道的孔径自气体流动方向呈递减趋势，所述上阀体的顶部中间向上凸出并形成呈凸弧形的引流部，且引流部的弧形下边缘位置处靠近所述阀腔流道与上阀体外部相连通的开口处，在所述下阀体的内部中间通孔，且通孔用于连通阀芯腔和分流件，所述阀芯包括阀球、浮板以及阀塞，所述阀球位于阀芯腔内、且其为一中空球体、并与阀芯腔存在间隙，所述浮板环绕设置在阀球的外球面、且其下板面位于阀腔流道与阀芯腔连通处开口的正上方，所述浮板的上板面通过弹性件与阀芯腔相连接，所述阀塞安装在阀球的底部、并与通孔相适配；

所述分流件为一塑料壳体，且分流件包括设于其内部、并通过开孔与阀芯腔相连通的分流腔，以及位于塑料壳体的底部、呈环形阵列状分布的多圈层分流尖嘴，且多圈层分流尖嘴自分流件的底部中心向四周延伸方向依次划分为第一圈层、第二圈层和第三圈层，其中位于第一圈层位置处的分流尖嘴沿靠近分流件的底部中心方向倾斜设置，位于第二圈层的位置处的分流尖嘴竖直设置，位于第三圈层的分流尖嘴沿远离分流件的底部中心方向设置。

需要说明的是，现有技术在制备半导体时，难以确保制备腔中的放置物与反应气体之间进行充分接触，而导致不能生成足够浓度的氯化镓气体，具体来说，就是在现有技术中，其在向半导体制备腔中通入反应气体时，仅仅只是通过贯穿至其内的输入管将气体输入至半导体制备腔中，但是由于输入管贯穿至半导体制备腔内的管口位置大多都是位于半导体制备腔内部上方的，因此当反应气体进入至半导体制备腔内部时，由于空间急剧增大，导致气体流速变缓，进而气体在进入半导体制备腔中后，其反应气体仅能与半导体制备腔内的镓液表面部分进行轻微反应，从而造成反应气体与镓液反应不充分。有鉴于此，在本方案中，特在第一输入管的底端通过可伸缩管件连接有分流件，也即是通过可伸缩管件和分流件的设置，以此在气体通过第一输入管输入至半导体制备腔中时，可伸缩管件可在反应气体的冲击下进行伸长，并带动分流件下移，以使分流件靠近镓液，并通过分流件将反应气体进行分流，使其形成多路气流吹向镓液，进而使镓液受到气流冲击后，其表面出现震荡翻涌，以使多路反应气体与镓液进行充分接触反应，而生成足量氯化镓气体。这里具体来说，由于可伸缩管件包括可伸缩管节和封堵管头，且封堵管头内部设有开关阀，且开关阀初始关闭，因此在反应气体通过可伸缩管件进入至封堵管头时，反应气体可对封堵管头进行冲击，进而带动可伸缩管节进行伸长，以通过封堵管头带动分流件下移并靠近半导体制备腔内的镓液表面，待其靠近后，开关阀可打开，使气流进入至分流件中，由于分流件内部设有分流腔，且底部设有多圈层的分流尖嘴，以此即可使得进入分流腔中的反应气体分别通过位于第一圈层、第二圈层和第三圈层位置处的分流尖嘴形成多路方向不同的反应气流吹向镓液，以此使镓液受到气流冲击后，其表面出现震荡翻涌，以使多路反应气体与镓液进行充分接触反应。

进一步来说，在所述分流腔的内部分别设有同轴的第一凸环、第二凸环和第三凸环，在所述第一凸环的内部中间设有导流凸块，且导流凸块与第一凸环之间形成第一环形通道，所述第一凸环与第二凸环之间形成第二环形通道，所述第二凸环与第三凸环之间形成第三环形通道，所述第一环形通道与位于第一圈层位置处的分流尖嘴相对应，所述第二环形通道与位于第二圈层位置处的分流尖嘴相对应，所述第三环形通道与位于第三圈层位置处的分流尖嘴相对应。基于上述结构，便于第一环形通道、第二环形通道和第三环形通道对分流腔内的反应气体进行引导，使其分别进入位于第一圈层、第二圈层和第三圈层位置处的分流尖嘴中，进而形成多路方向不同的反应气流吹向镓液。

优选地，所述可伸缩管节包括相互连通的第一管体和第二管体，第二管体滑动套设在第一管体内部，且其远离第一管体的一端与封堵管头相连通。基于上述结构，通过第二管体在第一管体内进行往复滑动，即可实现可伸缩管节进行伸缩，以带动封堵管头在半导体制备腔内进行移动。

进一步优选地，在分流件的外部还设有防溅组件，所述防溅组件包括：安装座、撑杆、拉杆、防溅套和固定座，所述安装座套设在分流件的外部，在所述安装座的外周面铰接有多根撑杆，在多根撑杆上粘接有呈环形的防溅套，所述防溅套的内环面通过卡环与安装座适配安装，所述拉杆设有多根，且与所述撑杆一一对应，任一所述撑杆的杆身下端与拉杆相铰接，且多根所述拉杆远离撑杆的一端均与固定座相铰接，且固定座滑动安装在第一管体上，固定座的滑动行程小于可伸缩管节的伸缩行程，初始时，防溅套处于收缩状态。

本发明中为避免镓液液滴飞溅而对半导体制备腔中的金属部件造成腐蚀损坏，本发明特通过设置防溅组件，以此使多路反应气流在吹向镓液时，防溅组件可对飞溅的镓液液滴进行阻挡，避免其四处飞溅而对半导体制备腔内的金属部件造成腐蚀损坏，这里对防溅组件进行具体说明，由于防溅组件包括：安装座、撑杆、拉杆、防溅套和固定座，因此当可伸缩管节在反应气体的冲击下进行伸长而带动分流件下移时，位于分流件外部的安装座会随之移动，并通过撑杆和拉杆拉动固定座通过滑动座在第一管体上滑动，而由于固定座的滑动行程小于可伸缩管节的伸缩行程，因此当固定座移动至最大行程时，分流件依然会在可伸缩管节的带动下向下移动，而此时由于固定座不再移动，而此时拉杆则将对撑杆提供一个拉力，以实现撑杆在安装座上偏转，继而使撑杆偏转后带动防溅套在安装上扩张开来，以形成类似于“伞面”结构，进而对四处飞溅的镓液液滴进行阻挡，避免其四处飞溅而腐蚀金属部件，造成机体损坏。

进一步来说，所述半导体成型腔为一密闭壳体，其内部设有半导体承载台，所述半导体成型腔的内部下方还设有驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机的输出端通过转轴与半导体承载台相连接，在所述转轴上还设有传动组，所述传动组包括：外壳体、主动齿轮、传动齿轮和齿圈，所述外壳体的两侧与半导体成型腔内壁相连接，其顶部开口，且底部开设有与转轴转动配合的开口，所述主动齿轮位于外壳体内、且其键接在转轴上,所述传动齿轮设有多个，且多个传动齿轮均布在主动齿轮四周并与其相啮合，任一所述传动齿轮底部通过转杆可转动安装在外壳体内，所述齿圈套设在多个传动齿轮外部、与其相啮合，并转动设置在外壳体内。

这里需要进一步说明的是，基于上述结构，便于半导体在半导体承载台上生长成型时，半导体承载台可在驱动电机的带动下进行转动，由于半导体在半导体承载台上生长时，其是由中间向四周延伸的，以此在半导体承载台转动后，且对于位于其上的半导体成品来说，会产生一个离心力，而在离心力的作用下，有助于半导体晶体生长时，具有一个向四周均匀外延的趋势晶体生长成型时，其形成籽晶和熔融物间的表面张力在受到离心力的作用下，向四周均匀摊开形成一层均匀的薄膜，并附着在晶体种子上逐渐冷却而最终生成半导体成品，而在这一过程中，离心力会促使晶体中籽晶按照一定的方向规则排列生长），以保证其形成的半导体成品的晶体结构均匀，且厚度一致，提升其成品质量。

更进一步地，在转轴上且位于半导体承载台底部位置处还设有旋转组件，且所述旋转组件包括套设在转轴上、中间位置处通过开孔与转轴转动配合的支撑板，且支撑板的底部四周通过竖杆与齿圈相连接，多个沿支撑板径向方向开设、且等距分布支撑板上的滑槽，一一对应安装在滑槽内、并与其滑动配合的滑块，在所述滑块的侧面与滑槽端部之间还设有分别与其相连接的弹性伸缩杆，安装在滑块顶部的支撑块，设置在半导体承载台的底部，且外周面等距开设有多个凹弧缺口的挡环部，一端与支撑块侧面相连接、且另一端通过滑轮与挡环部外环面上的其中一个凹陷缺口相抵接的条形板，初始时，弹性伸缩杆处于原长状态，其中，在所述支撑块的顶部中间位置处安装有与半导体承载台相接触的第二加热组件，所述支撑块的顶部且位于第二加热组件四周位置处还设有多个与半导体承载台滚动接触的滚轮。

这里需要说明的是，由于现有的制备氮化镓技术，在对氮化镓晶体种子进行加热时，难以对其进行均匀加热，导致其氮化镓晶体生长速率不一致，进而影响最终半导体成品质量。有鉴于此，本发明通过旋转组件的设置，并基于上述结构，可在驱动电机工作后带动旋转组件和半导体承载台反向转动，并通过其二者反向转动的配合下，确保第二加热组件对半导体承载台的加热更加均匀，从而保证半导体生长速率一致，避免其出现翘曲破裂，以最大限度提升最终半导体成品质量。

优选地，在所述半导体成型腔的两侧还连接有贯穿至机体外部的第二输入管，所述第二输入管和流通管位于半导体成型腔内的管口外部还设有一密闭套管，所述密闭套管蓄有导热液，且其内壁上还安装有第三加热组件。基于上述结构，通过第三加热组件的设置，可以使得外界氨气通过第二输入管和半导体制备腔内生成的氯化镓气体进入至半导体内形成混合气体时，对其混合气体进行预加热。

进一步来说，所述中控单元包括：第一温度测量单元，安装在半导体制备腔另一侧部上，用于对半导体制备腔内的温度进行测量；第二温度测量单元，安装在半导体成型腔侧壁上，用于对半导体成型腔内的温度；半导体视觉测量单元，安装在半导体成型腔内部上、且位于半导体承载台上方，用于对半导体承载台上的原始半导体成品图像信息进行采集；电机调速器，安装在驱动电机上，用于工作后对驱动电动机的转速进行调节；工控板，安装在外机体上，其内部设有温度比对单元、图像比对单元和中央处理单元，所述温度比对单元的信号输入端分别与第一温度测量单元和第二温度测量单元信号连接，用于接收二者测量到的温度数据，并对二者的温度数据进行比对，以生成温度比对结果；图像比对单元的信号输入单元与半导体视觉测量单元信号连接，用于接收半导体视觉测量单元传输而来的原始半导体成品图像信息，并基于其内预设的标准半导体成品图像信息与原始半导体成品图像信息图像识别比对，生成图像比对结果；所述中央处理单元的输入端分别与温度比对单元和图像比对单元相连接，且输出端分别与第三加热组件和电机调速器相连接，通过其在接收到温度比对单元传输而来的温度比对结果后，控制启动第三加热组件工作，以对套管内进行加热，同时在中央处理单元接收到图像比对单元传输而来的图像比对结果后，控制启动电机调速器工作，以此实现对驱动电机的转速进行调节，进而通过离心力的变化对半导体生长成型时的晶体状态进行动态调节，以确保最终形成的半导体成品的晶体结构均匀，排列规整，且厚度一致，使其成品质量更高。基于上述设置，便于中控单元对生产单元进行实时可控，保证整个系统的智能化和便捷化。

现有技术相比，本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明通过可伸缩管件和分流件的设置，在气体通过第一输入管输入至半导体制备腔中时，可伸缩管件可在反应气体的冲击下进行伸长，并带动分流件下移，以使分流件靠近镓液，并通过分流件将反应气体进行分流，使其形成多路气流吹向镓液，进而使镓液受到气流冲击后，其表面出现震荡翻涌，以使多路反应气体与镓液进行充分接触反应，进而足量生成氯化镓气体，保证半导体成品的制备产量；

本发明特通过设置防溅组件，以此使多路反应气流在吹向镓液时，防溅组件可对飞溅的镓液液滴进行阻挡，避免其四处飞溅而对半导体制备腔内的金属部件造成腐蚀损坏，进而影响机体正常寿命；

本发明通过设置在半导体承载台的底部设置驱动组件，便于半导体在半导体承载台上生长成型时，半导体承载台可在驱动电机的带动下进行转动，以助于半导体晶体生长时，具有一个向四周均匀外延的趋势，也即是在半导体晶体生长成型时，其形成籽晶和熔融物间的表面张力在受到离心力的作用下，会向四周均匀摊开形成一层均匀的薄膜，并附着在晶体种子上逐渐冷却而最终生成厚度均匀的半导体成品，并且在这一过程中，离心力会促使晶体中籽晶按照一定的方向规则排列生长，以最终保证其形成的半导体成品的晶体结构均匀，且厚度一致，提升其成品质量；

本发明通过旋转组件的设置，可在驱动电机工作后带动旋转组件和半导体承载台反向转动，并通过其二者反向转动的配合下，确保第二加热组件对半导体承载台的加热更加均匀，从而保证半导体生长速率一致，避免其出现翘曲破裂，以最大限度提升最终半导体成品质量；

本发明通过中控单元的设置，便于对对生产单元进行实时可控调整，提升整个系统的智能化和便捷化，并确保最终生成的半导体成品质量更好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明半导体制备腔内部结构示意图；

图3为本发明图1中的开关阀内部结构图，旨在展示其内部结构；

图4为本发明图3中的开关阀打开状态示意图；

图5为本发明防溅套结构示意图；

图6为本发明传动组结构示意图；

图7为本发明图1中的A处局部结构放大示意图，旨在展示旋转组件结构；

图8为本发明半导体承载台底部结构示意图，旨在展示其底部的挡环部；

图9为本发明旋转组件俯视结构示意图；

图10为本发明中控单元框图。

附图标记所代表的为：10、外机体；11、半导体制备腔；110、第一加热组件；111、第一输入管；112、可伸缩管节；1120、第一管体；1121、第二管体；113、封堵管头；114、开关阀；1140、上阀体；11400、引流部；1141、下阀体；11410、通孔；1142、阀芯；11420、阀球；11421、浮板；11422、阀塞；1143、阀体空腔；11430、阀芯腔；11431、阀腔流道；115、分流件；1150、分流腔；1151、分流尖嘴；1152、第一凸环；1153、第二凸环；1154、第三凸环；1155、导流凸块；116、防溅组件；1160、安装座；1161、撑杆；1162、拉杆；1163、防溅套；1164、固定座；12、半导体成型腔；120、半导体承载台；121、驱动电机；1210、转轴；122、传动组；1220、外壳体；1221、主动齿轮；1222、传动齿轮；1223、齿圈；123、旋转组件；1230、支撑板；1231、滑槽；1232、滑块；1233、弹性伸缩杆；1234、支撑块；1235、挡环；12350、凹陷缺口；1236、条形板；12360、滑轮；1237、第二加热组件；13、流通管；14、第二输入管；15、密闭套管；150、第三加热组件；20、第一温度测量单元；21、第二温度测量单元；22、半导体视觉测量单元；23、电机调速器；24、工控板；240、温度比对单元；241、图像比对单元；242、中央处理单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。需要说明的是，本发明已经处于实际研发使用阶段。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例公开一种半导体制备系统，包括生产单元和中控单元，生产单元用于半导体的制备生产，中控单元用于对生产单元在进行制备生产半导体时，对其工作状况进行精确控制，其中，生产单元包括：外机体10和半导体制备室，半导体制备室位于外机体10内部，且其自上而下设有半导体制备腔11和半导体成型腔12，在半导体制备腔11和半导体成型腔12之间还设有流通管13，半导体制备腔11为一密闭腔室，在其内部蓄有镓液，半导体制备腔11的侧部还安装有第一加热组件110，在半导体制备腔11的顶部贯穿设有延伸至外机体10外部的第一输入管111，第一输入管111的底端通过伸缩件连接有分流件115；

其中，伸缩件包括一端与第一输入管111相连接、另一端连接有封堵管头113的可伸缩管节112；其中，封堵管头113为一中空管体，其内设有开关阀114，开关阀114包括上阀体1140、下阀体1141和阀芯1142，上阀体1140和下阀体1141之间形成阀体空腔1143，阀体空腔1143包括阀芯腔11430和阀腔流道11431，阀芯腔11430位于上阀体1140和下阀体1141之间的中心位置处，且其与阀芯1142相适配，阀腔流道11431均布在阀芯腔11430四周，且各阀腔流道11431呈V形，其一端与阀芯腔11430相连通，另一端贯穿至上阀体1140外部，阀腔流道11431与阀芯腔11430相连通的开口朝倾斜向上的方向设置，且阀腔流道11431的孔径自气体流动方向呈递减趋势，上阀体1140的顶部中间向上凸出并形成呈凸弧形的引流部11400，且引流部11400的弧形下边缘位置处靠近阀腔流道11431与上阀体1140外部相连通的开口处，在下阀体1141的内部中间开设有通孔11410，且通孔11410用于连通阀芯腔11430和分流件115，阀芯1142包括阀球11420、浮板11421以及阀塞11422，阀球11420位于阀芯腔11430内、且其为一中空球体、并与阀芯腔11430存在间隙，浮板11421环绕设置在阀球11420的外球面、且其下板面位于阀腔流道11431与阀芯腔11430连通处开口的正上方，浮板11421的上板面通过弹性件与阀芯腔11430相连接，阀塞11422安装在阀球11420的底部、并与通孔11410相适配，如图3和图4所示；

而分流件115为一塑料壳体（这里通过塑料壳体制造分流件，主要目的是避免镓液腐蚀分流件115），且分流件115包括设于其内部、并通过通孔与阀芯腔11430相连通的分流腔1150，以及位于塑料壳体的底部、呈环形阵列状分布的多圈层分流尖嘴1151，且多圈层分流尖嘴1151自分流件115的底部中心向四周延伸方向依次划分为第一圈层、第二圈层和第三圈层，其中位于第一圈层位置处的分流尖嘴1151沿靠近分流件115的底部中心方向倾斜设置，位于第二圈层的位置处的分流尖嘴1151竖直设置，位于第三圈层的分流尖嘴沿远离分流件115的底部中心方向设置。

本实施例基于上述结构，在气体通过第一输入管111输入至半导体制备腔11中时，可伸缩管件可在反应气体的冲击下进行伸长，并带动分流件115下移，以使分流件115靠近镓液，并通过分流件115将反应气体进行分流，使其形成多路气流吹向镓液，进而使镓液受到气流冲击后，其表面出现震荡翻涌，以使多路反应气体与镓液进行充分接触反应，而生成足量氯化镓气体。

具体来说，由于可伸缩管件包括可伸缩管节112和封堵管头113，且封堵管头113内部设有开关阀114，而开关阀114的具体结构在上文进行阐明，因此初始时，在未充入反应气体时，开关阀114是处于关闭状态的，因此反应气体充入第一输入管111时，会逐渐集聚在封堵管头113部，并促使封堵管头113在反应气体的冲击下带动可伸缩管件进行伸长，以使封堵管头113带动分流件115下移，而待分流件115下移至合适位置时，此时封堵管头113内的反应气体也在集聚到一定程度后，反应气体会逐渐通过阀腔流道11431进入至阀芯腔11430中，由于阀腔流道11431的整体形状，且其孔径自气体流动方向呈递减趋势，因此其在进入阀芯腔11430后的反应气体将向上吹动浮板11421，并促使浮板11421收到气流的冲击后带动中空的阀球11420在阀芯腔11430内上移，以使阀芯腔11430上移后，拉动阀塞11422远离通孔11410，从而打开开关阀114，进而使反应气体进入中分流件115中，由于分流件115的内部设有分流腔1150，且底部设有多圈层的分流尖嘴1151，以此即可使得进入分流腔1150中的反应气体分别通过位于第一圈层、第二圈层和第三圈层位置处的分流尖嘴1151形成多路方向不同的反应气流吹向镓液，以此使镓液受到气流冲击后，其表面出现震荡翻涌，以使多路反应气体与镓液进行充分接触反应，也即是由于反应气体通过分流尖嘴1151吹出时，受限于分流尖嘴1151的尺寸孔径，其形成的多路气流流速较快，因此其在吹向镓液表面时，镓液表面会产生较为剧烈的震荡翻涌，以此使其反应气体与镓液混合充分生成足量的氯化镓气体。

针对上述实施例，为进一步改善分流件115的分流效果，在此对分流腔1150的内部构造进行具体说明，具体请参阅图2，在分流腔1150的内部分别设有同轴的第一凸环1152、第二凸环1153和第三凸环1154，在第一凸环1152的内部中间设有导流凸块1155，且导流凸块1155与第一凸环1152之间形成第一环形通道，第一凸环1152与第二凸环1153之间形成第二环形通道，第二凸环1153与第三凸环1154之间形成第三环形通道，第一环形通道与位于第一圈层位置处的分流尖嘴1151相对应，第二环形通道与位于第二圈层位置处的分流尖嘴1151相对应，第三环形通道与位于第三圈层位置处的分流尖嘴1151相对应。以便于第一环形通道、第二环形通道和第三环形通道对分流腔1150内的反应气体进行引导，使其分别进入位于第一圈层、第二圈层和第三圈层位置处的分流尖嘴1151中，进而形成多路方向不同的反应气流吹向镓液。

为保证封堵管头113带动分流件115在半导体制备腔11内下移，这里对可伸缩管节112的一种优选地可实施结构进行说明，可伸缩管节112包括一端与第一输入管111相连通的第一管体1120和滑动套设在第一管体1120内部的第二管体1121，且第二管体1121远离第一管体1120的一端与封堵管头113相连通。基于上述结构，通过第二管体1121在第一管体1120内进行往复滑动，即可实现可伸缩管节112进行伸缩，以带动封堵管头113在半导体制备腔11内进行移动。

实施例2

如图1和图2所示，具体请参阅图2，需要说明的是，本实施例是基于实施例1的基础上，为进一步改善系统，避免镓液与反应气体混合时产生四处飞溅的镓液液滴腐蚀机体金属部件，而提出的优选实施例，也即是在分流件115的外部还设有防溅组件116，且防溅组件116包括：安装座1160、撑杆1161、拉杆1162、防溅套1163和固定座1164，安装座1160套设在分流件115的外部，在安装座1160的外周面铰接有多根撑杆1161，在多根撑杆1161上粘接有呈环形的防溅套1163，防溅套1163的内环面通过卡环与安装座1160适配安装，拉杆1162设有多根，且与撑杆1161一一对应，任一撑杆1161的杆身下端与拉杆1162相铰接，且多根拉杆1162远离撑杆1161的一端均与固定座1164相铰接，且固定座1164滑动安装在第一管体1120上，固定座1164的滑动行程小于可伸缩管节112的伸缩行程，初始时，防溅套1163处于收缩状态；关于防溅套1163的具体结构请参阅图5。

这里需要说明的是，在分流件115逐渐靠近镓液，并通过多路反应气流吹向镓液使其震荡翻涌后，不可避免的会造成镓液液滴飞溅，而由于镓液极易与金属表面发生反应，生成金属镓化物，从而造成金属腐蚀，因此飞溅的镓液液滴极易对半导体制备腔11内的输入管道或其他金属部件造成腐蚀，从而影响机体的正常寿命。基于此，在本发明中为避免镓液液滴飞溅而对半导体制备腔11中的金属部件造成腐蚀损坏，本发明特通过设置防溅组件116，以此使多路反应气流在吹向镓液时，防溅组件116可对飞溅的镓液液滴进行阻挡，避免其四处飞溅而对半导体制备腔11内的金属部件造成腐蚀损坏，这里对防溅组件116进行具体说明，由于防溅组件116包括：安装座1160、撑杆1161、拉杆1162、防溅套1163和固定座1164，因此当可伸缩管节112在反应气体的冲击下进行伸长而带动分流件115下移时，位于分流件115外部的安装座1160会随之移动，并通过撑杆1161和拉杆1162拉动固定座1164通过滑动座在第一管体1120上滑动，而由于固定座1164的滑动行程小于可伸缩管节112的伸缩行程，因此当固定座1164移动至最大行程时，分流件115依然会在可伸缩管节112的带动下向下移动，而此时由于固定座1164不再移动，而此时拉杆1162则将对撑杆1161提供一个拉力，以实现撑杆1161在安装座1160上偏转，继而使撑杆1161偏转后带动防溅套1163在安装上扩张开来，以形成类似于“伞面”结构，进而对四处飞溅的镓液液滴进行阻挡，避免其四处飞溅而腐蚀金属部件，造成机体损坏。

基于上述实施例，为确保防溅套1163的正常工作，在此对滑动座的一种优选的可实施结构进行具体说明，滑动座包括沿第一管体1120长度方向布设的滑杆，滑动安装在滑杆上、并与拉杆1162相铰接的滑套，设于滑套侧面与滑杆端部之间的伸缩弹簧。基于上述结构，便于固定座1164在第一管体1120上具有一定的滑动行程，同时有助于防溅套1163实现扩张或收缩的运动。

基于上述实施例，请参阅图1，半导体成型腔12为一密闭壳体，其内部设有半导体承载台120，且半导体承载台120上预设有晶体种子，半导体成型腔12的内部下方还设有驱动组件，驱动组件具体结构如图1和图6所示，其包括驱动电机121，驱动电机121的输出端通过转轴1210与半导体承载台120相连接，在转轴1210上还设有传动组122，传动组122包括：外壳体1220、主动齿轮1221、传动齿轮1222和齿圈1223，外壳体1220的两侧与半导体成型腔12内壁相连接，其顶部开口，且底部开设有与转轴1210转动配合的开口，主动齿轮1221位于外壳体1220内、且其键接在转轴1210上,传动齿轮1222设有多个，且多个传动齿轮1222均布在主动齿轮1221四周并与其相啮合，任一传动齿轮1222底部通过转杆可转动安装在外壳体1220内，齿圈1223套设在多个传动齿轮1222外部、与其相啮合，并转动设置在外壳体1220内。

基于上述结构，便于半导体成品在半导体承载台120上生长成型时，半导体承载台120可在驱动电机121的带动下进行转动，由于半导体在半导体承载台120上生长时，其是由中间向四周延伸的，以此在半导体承载台120转动后，且对于位于其上的半导体成品来说，会产生一个离心力，而在离心力的作用下，有助于半导体晶体生长时，具有一个向四周均匀外延的趋势晶体生长成型时，其形成籽晶和熔融物间的表面张力在受到离心力的作用下，向四周均匀摊开形成一层均匀的薄膜，并附着在晶体种子上逐渐冷却而最终生成半导体成品，而在这一过程中，离心力会促使晶体中籽晶按照一定的方向规则排列生长），以保证其形成的半导体成品的晶体结构均匀，且厚度一致，提升其成品质量。

为进一步确保第二加热组件1237对半导体承载台120进行均匀加热，本实施例提出的又一优选实施方式为，在转轴1210上且位于半导体承载台底部位置处还设有旋转组件123，具体如图7、图8和图9所示，旋转组件123包括套设在转轴1210上、中间位置处通过开孔与转轴1210转动配合的支撑板1230，且支撑板1230的底部四周通过竖杆与齿圈1223相连接，多个沿支撑板1230径向方向开设、且等距分布支撑板1230上的滑槽1231，一一对应安装在滑槽1231内、并与其滑动配合的滑块1232，在滑块1232的侧面与滑槽1231端部之间还设有分别与其相连接的弹性伸缩杆1233，安装在滑块1232顶部的支撑块1234，设置在半导体承载台120的底部，且外周面等距开设有多个凹弧缺口的挡环1235部，一端与支撑块1234侧面相连接、且另一端通过滑轮12360与挡环1235部外环面上的其中一个凹陷缺口12350相抵接的条形板1236，初始时，弹性伸缩杆1233处于原长状态，其中，在支撑块1234的顶部中间位置处安装有与半导体承载台120相接触的第二加热组件1237，支撑块1234的顶部且位于第二加热组件1237四周位置处还设有多个与半导体承载台120滚动接触的滚轮。

基于上述结构，本发明通过旋转组件123的设置，可在驱动电机121工作后带动旋转组件123和半导体承载台120反向转动，并通过其二者反向转动的配合下，确保第二加热组件1237对半导体承载台120的加热更加均匀，从而保证半导体生长速率一致，避免其出现翘曲破裂，以最大限度提升最终半导体成品质量。具体来说，驱动电机121工作后并通过转轴1210带动半导体承载台120旋转时，传动组122内的主动齿轮1221也将随着转轴1210的旋转而转动，以使主动齿轮1221转动后通过传动齿轮1222带动齿圈1223旋转，而齿圈1223旋转后可带动旋转组件123中的支撑板1230沿半导体承载台120的转动方向反向旋转，而在支撑板1230反向转动后，位于支撑板1230上的第二加热组件1237也将随之转动，进而对半导体承载台120进行旋转加热，同时由于支撑板1230和半导体承载台120的相互反向转动，设置在半导体承载台120底部的挡环1235部也将随之旋转，而挡环1235部转动后，位于其外环面凹陷缺口12350即可通过条形板1236推动支撑块1234通过滑槽1231和滑块1232沿支撑板1230的径向方向进行往复移动，进而使支撑块1234上的第二加热组件1237在对半导体承载台120进行旋转加热的同时，还可对半导体承载台120的径向方向进行移动加热，以使第二加热组件1237对半导体承载台120的加热更加均匀，从而确保半导体生长速率一致，避免其出现翘曲破裂，以保证最终半导体成品质量。

这里对挡环1235部通过条形板1236推动支撑块1234的径向滑动过程进行具体说明：初始时，位于条形板1236远离支撑块1234一端的滑轮12360是位于挡环1235部外环面上的其中一个凹陷缺口12350内，而随着挡环1235部的转动，滑轮12360会慢慢从开始的凹陷缺口12350中移出，并随着挡环1235部的持续转动而进入至下一凹陷缺口12350内，这里可将滑轮12360的整个运动过程分为三部分：凹陷缺口12350-挡环1235部外环面-下一凹陷缺口12350，由于支撑块1234底部连接的滑块1232是安装在滑槽1231内的，且其侧面是通过弹性伸缩杆1233与滑槽1231的端部之间相连接，因此在整个运动过程中，当滑轮12360从凹陷缺口12350内滑出并再次滑入下一凹陷缺口12350内时，滑轮12360即可推动条形板1236使其通过滑块1232在滑槽1231内进行径向滑动，而滑块1232在滑槽1231内滑动时不可避免的会对弹性伸缩杆1233进行压缩。同时在此需要补充的是，通过在支撑块1234上设置与半导体承载台120滚动接触的滚轮，有助于支撑块1234在半导体承载台120的下部进行移动时，二者之间不会产生较大的摩擦力，也即是利用滚轮与半导体承载台120之间的滚动摩擦代替第二加热组件1237与半导体承载台120之间的滑动摩擦，使第二加热组件1237对半导体承载台120进行移动加热时，移动更为顺畅，避免第二加热组件1237损坏。

为进一步提升系统的制备效率，本方案在此提出又一优选实施方式，在半导体成型腔12的两侧还连接有贯穿至机体外部的第二输入管14，第二输入管14和流通管13位于半导体成型腔12内的管口外部还设有一密闭套管15，密闭套管15蓄有导热液，且其内壁上还安装有第三加热组件150。基于上述结构，通过第三加热组件150的设置，可以使得外界氨气通过第二输入管14和半导体制备腔11内生成的氯化镓气体进入至半导体内形成混合气体时，对其混合气体进行预加热，使其与氮化镓种子所需的温度值之间的温差大大减小，从而使第二加热组件1237可以快速的将混合气体和氮化镓种子加热至合适温度，并使其与半导体承载台120上的晶体种子接触生长，以实现最终半导体成品形成时速率更快，提升其制备效率，这里需要说明的是，在半导体制备腔11内的第一加热组件110的加热温度一般保持在850摄氏度左右，而半导体成型腔12内的第二加热组件1237的加热温度一般1100摄氏度左右。

实施例3

请参阅图10所示的框图，本实施例基于上述实施例，为进一步确保系统在生产单元制备半导体时，对生产单元工作状况进行精确控制，确保其成品质量，在此对中控单元进行进一步说明：其包括：第一温度测量单元20，安装在半导体制备腔11另一侧部上，用于对半导体制备腔11内第一加热组价的加热温度进行测量；第二温度测量单元21，安装在半导体成型腔12侧壁上，用于对半导体成型腔12内第二加热组件1237加热的温度进行测量；半导体视觉测量单元22，安装在半导体成型腔12内部上、且位于半导体承载台120上方，用于对半导体承载台120上的原始半导体成品图像信息进行采集；电机调速器23，安装在驱动电机121上，用于工作后对驱动电动机的转速进行调节；工控板24，安装在外机体10上，其内部设有温度比对单元240、图像比对单元241和中央处理单元242，温度比对单元240的信号输入端分别与第一温度测量单元20和第二温度测量单元21信号连接，用于接收二者测量到的温度数据，并对二者的温度数据进行比对，以生成温度比对结果；图像比对单元241的信号输入单元与半导体视觉测量单元22信号连接，用于接收半导体视觉测量单元22传输而来的原始半导体成品图像信息，并基于其内预设的标准半导体成品图像信息与原始半导体成品图像信息图像识别比对，并生成图像比对结果；中央处理单元242的输入端分别与温度比对单元240和图像比对单元241相连接，且输出端分别与第三加热组件150和电机调速器23相连接，通过其在接收到温度比对单元240传输而来的温度比对结果后，控制启动第三加热组件150工作，以对套管内进行加热，同时在中央处理单元接收到图像比对单元241传输而来的图像比对结果后，控制启动电机调速器23工作，以此实现对驱动电机121的转速进行调节，以通过离心力的变化对半导体生长成型时的晶体状态进行动态调节，以确保最终形成的半导体成品的晶体结构均匀，排列规整，且厚度一致，使其成品质量更高。基于上述设置，便于中控单元对生产单元进行实时可控，保证整个系统的智能化和便捷化。

需要说明的是，上述第一温度测量单元20、第二温度测量单元21、半导体视觉测量单元22、电机调速器23及工控板24均为现有技术，同时其与第一加热组件110、第二加热组件1237和第三加热组件150均可以通过相关市场购买渠道所得，本实施例在此不再赘述。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种半导体制备系统，包括生产单元和中控单元，所述生产单元用于半导体的制备生产，其特征在于，所述生产单元包括：外机体（10）和半导体制备室，所述半导体制备室位于外机体（10）内部，且其自上而下设有半导体制备腔（11）和半导体成型腔（12），在所述半导体制备腔（11）和半导体成型腔（12）之间还设有流通管（13），所述半导体制备腔（11）为一密闭腔室，在其内部蓄有镓液，所述半导体制备腔（11）的侧部还安装有第一加热组件（110），在所述半导体制备腔（11）的顶部贯穿设有延伸至外机体（10）外部的第一输入管（111），所述第一输入管（111）的底端通过伸缩件连接有分流件（115）；

所述伸缩件包括一端与第一输入管（111）相连接、另一端连接有封堵管头（113）的可伸缩管节（112）；其中，所述封堵管头（113）为一中空管体，其内设有开关阀（114），所述开关阀包括上阀体（1140）、下阀体（1141）和阀芯（1142），所述上阀体（1140）和下阀体（1141）之间形成阀体空腔（1143），所述阀体空腔（1143）包括阀芯腔（11430）和阀腔流道（11431），所述阀芯腔（11430）位于上阀体（1140）和下阀体（1141）之间的中心位置处，且其与阀芯（1142）相适配，所述阀腔流道（11431）均布在阀芯腔（11430）四周，且各阀腔流道（11431）呈V形，其一端与阀芯腔（11430）相连通，另一端贯穿至上阀体（1140）外部，且阀腔流道（11431）与阀芯腔（11430）相连通的开口朝倾斜向上的方向设置，且所述阀腔流道（11431）的孔径自气体流动方向呈递减趋势，所述上阀体（1140）的顶部中间向上凸出并形成呈凸弧形的引流部（11400），且引流部（11400）的弧形下边缘位置处靠近所述阀腔流道（11431）与上阀体（1140）外部相连通的开口处，在所述下阀体（1141）的内部中间开设有通孔（11410），且通孔（11410）用于连通阀芯腔（11430）和分流件（115），所述阀芯（1142）包括阀球（11420）、浮板（11421）以及阀塞（11422），所述阀球（11420）位于阀芯腔（11430）内、且其为一中空球体、并与阀芯腔（11430）存在间隙，所述浮板（11421）环绕设置在阀球（11420）的外球面、且其下板面位于阀腔流道（11431）与阀芯腔（11430）连通处开口的正上方，所述浮板（11421）的上板面通过弹性件与阀芯腔（11430）相连接，所述阀塞（11422）安装在阀球（11420）的底部、并与通孔相适配；

所述分流件（115）为一塑料壳体，且分流件（115）包括设于其内部、并通过开孔与阀芯腔（11430）相连通的分流腔（1150），以及位于塑料壳体的底部、呈环形阵列状分布的多圈层分流尖嘴（1151），且多圈层分流尖嘴（1151）自分流件（115）的底部中心向四周延伸方向依次划分为第一圈层、第二圈层和第三圈层，其中位于第一圈层位置处的分流尖嘴（1151）沿靠近分流件（115）的底部中心方向倾斜设置，位于第二圈层的位置处的分流尖嘴（1151）竖直设置，位于第三圈层的分流尖嘴（1151）沿远离分流件（115）的底部中心方向设置。

2.根据权利要求1所述的一种半导体制备系统，其特征在于：在所述分流腔（1150）的内部分别设有同轴的第一凸环（1152）、第二凸环（1153）和第三凸环（1154），在所述第一凸环（1152）的内部中间设有呈近椭圆状的导流凸块（1155），且第一凸环（1152）的内环面形成与导流凸块（1155）下部形状相匹配的弧形面、并与导流凸块（1155）之间形成第一环形通道，所述第一凸环（1152）与第二凸环（1153）之间形成第二环形通道，所述第二凸环（1153）与第三凸环（1154）之间形成第三环形通道，所述第一环形通道与位于第一圈层位置处的分流尖嘴（1151）相对应，所述第二环形通道与位于第二圈层位置处的分流尖嘴（1151）相对应，所述第三环形通道与位于第三圈层位置处的分流尖嘴（1151）相对应。

3.根据权利要求1所述的一种半导体制备系统，其特征在于：所述可伸缩管节（112）包括相互连通的第一管体（1120）和第二管体（1121），第二管体（1121）滑动套设在第一管体（1120）内部，且其远离第一管体（1120）的一端与封堵管头相连通。

4.根据权利要求3所述的一种半导体制备系统，其特征在于：在分流件（115）的外部还设有防溅组件（116），所述防溅组件（116）包括：安装座（1160）、撑杆（1161）、拉杆（1162）、防溅套（1163）和固定座（1164），所述安装座（1160）套设在分流件（115）的外部，在所述安装座（1160）的外周面铰接有多根撑杆（1161），在多根撑杆（1161）上粘接有呈环形的防溅套（1163），所述防溅套（1163）的内环面通过卡环与安装座（1160）适配安装，所述拉杆（1162）设有多根，且与所述撑杆（1161）一一对应，任一所述撑杆（1161）的杆身下端与拉杆（1162）相铰接，且多根所述拉杆（1162）远离撑杆（1161）的一端均与固定座（1164）相铰接，且固定座（1164）滑动安装在第一管体（1120）上，固定座（1164）的滑动行程小于可伸缩管节（112）的伸缩行程，初始时，防溅套（1163）处于收缩状态。

5.根据权利要求1所述的一种半导体制备系统，其特征在于：所述半导体成型腔（12）为一密闭壳体，其内部设有半导体承载台（120），所述半导体成型腔（12）的内部下方还设有驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机（121），所述驱动电机（121）的输出端通过转轴（1210）与半导体承载台（120）相连接，在所述转轴（1210）上还设有传动组（122），所述传动组（122）包括：外壳体（1220）、主动齿轮（1221）、传动齿轮（1222）和齿圈（1223），所述外壳体（1220）的两侧与半导体成型腔（12）内壁相连接，其顶部开口，且底部开设有与转轴（1210）转动配合的开口，所述主动齿轮（1221）位于外壳体（1220）内、且其键接在转轴（1210）上,所述传动齿轮（1222）设有多个，且多个传动齿轮（1222）均布在主动齿轮（1221）四周并与其相啮合，任一所述传动齿轮（1222）底部通过转杆可转动安装在外壳体（1220）内，所述齿圈（1223）套设在多个传动齿轮（1222）外部、与其相啮合，并转动设置在外壳体（1220）内。

6.根据权利要求5所述的一种半导体制备系统，其特征在于：在转轴（1210）上且位于半导体承载台（120）底部位置处还设有旋转组件（123），且所述旋转组件（123）包括套设在转轴（1210）上、中间位置处通过开孔与转轴（1210）转动配合的支撑板（1230），且支撑板（1230）的底部四周通过竖杆与齿圈（1223）相连接，多个沿支撑板（1230）径向方向开设、且等距分布支撑板（1230）上的滑槽（1231），一一对应安装在滑槽（1231）内、并与其滑动配合的滑块（1232），在所述滑块（1232）的侧面与滑槽（1231）端部之间还设有分别与其相连接的弹性伸缩杆（1233），安装在滑块（1232）顶部的支撑块（1234），设置在半导体承载台（120）的底部，且外周面等距开设有多个凹弧缺口的挡环（1235）部，一端与支撑块（1234）侧面相连接、且另一端通过滑轮（12360）与挡环（1235）部外环面上的其中一个凹陷缺口（12350）相抵接的条形板（1236），初始时，弹性伸缩杆（1233）处于原长状态，其中，在所述支撑块（1234）的顶部中间位置处安装有与半导体承载台（120）相接触的第二加热组件（1237），所述支撑块（1234）的顶部且位于第二加热组件（1237）四周位置处还设有多个与半导体承载台（120）滚动接触的滚轮。

7.根据权利要求6所述的一种半导体制备系统，其特征在于：在半导体成型腔（12）的两侧还连接有贯穿至机体外部的第二输入管（14），所述第二输入管（14）和流通管（13）位于半导体成型腔（12）内的管口外部还设有一密闭套管（15），所述密闭套管（15）蓄有导热液，且其内壁上还安装有第三加热组件（150）。

8.根据权利要求7所述的一种半导体制备系统，其特征在于：所述中控单元包括：

第一温度测量单元（20），安装在半导体制备腔（11）另一侧部上，用于对半导体制备腔（11）内的温度进行测量；

第二温度测量单元（21），安装在半导体成型腔（12）侧壁上，用于对半导体成型腔（12）内的温度进行测量；

半导体视觉测量单元（22），安装在半导体成型腔（12）内部一侧、且位于半导体承载台（120）上方，用于对半导体承载台（120）上的原始半导体成品图像信息进行采集；

电机调速器（23），安装在驱动电机（121）上，用于工作后对驱动电动机的转速进行调节；

工控板（24），安装在外机体（10）上，其内部设有温度比对单元（240）、图像比对单元（241）和中央处理单元（242），所述温度比对单元（240）的信号输入端分别与第一温度测量单元（20）和第二温度测量单元（21）信号连接，用于接收二者测量到的温度数据，并对二者的温度数据进行比对，以生成温度比对结果；图像比对单元（241）的信号输入单元与半导体视觉测量单元（22）信号连接，用于接收半导体视觉测量单元（22）传输而来的原始半导体成品图像信息，并基于其内预设的标准半导体成品图像信息与原始半导体成品图像信息图像识别比对，并生成图像比对结果；所述中央处理单元（242）的输入端分别与温度比对单元（240）和图像比对单元（241）相连接，且输出端分别与第三加热组件（150）和电机调速器（23）相连接，通过其在接收到温度比对单元（240）传输而来的温度比对结果后，控制启动第三加热组件（150）工作，以对套管内进行加热，同时在中央处理单元接收到图像比对单元（241）传输而来的图像比对结果后，控制启动电机调速器（23）工作，以此实现对驱动电机（121）的转速进行调节。