[实用新型]制造功率器件的多反应腔系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种半导体制造设备，具体涉及一种用于制造功率器件的多反应腔系统。

背景技术

由于能提供高效（高击穿电压和高导电性能）、低能耗、和快速转换等优点，氮化镓（GaN）功率器件是移动通信、雷达等微波系统所需的高频、高效率、高功率微波功率器件的优秀候选者。目前，生产GaN功率器件主要通过MOCVD（金属有机化学气相沉积）系统来实现，在外延基片例如碳化硅（SiC）基片或者硅（Si）基片上进行一系列的外延反应生长出完整的GaN功率器件结构。

MOCVD反应腔可以支持不同的工艺，在外延基片上生长不同的层。在实际应用中，一个MOCVD反应腔往往用来生长完整的器件结构，例如LED器件或功率器件，整个外延过程结束后就能得到相应的器件结构。因为器件结构比较复杂，包括多个不同材料或掺杂的外延层，因此生长过程涉及多种工艺。在每种工艺条件下，反应气体的成分组成和流量，以及发生反应时的温度和生长压力会不一样，有时甚至会存在较大差异。在一种工艺完成后进行另一种后续工艺时，一方面，反应腔工艺条件的切换会占用大量的时间，即不同工艺之间等待时间较长，从而大幅延长整个外延生长的时间，降低了外延的生产效率；另一方面，前一工艺的残余反应气体或反应物还会影响到后续工艺，降低外延生长质量，从而降低器件的品质。

实用新型内容

本实用新型提供一种制造功率器件的多反应腔系统。

为实现上述目的，本实用新型提供一种制造功率器件的多反应腔系统，用于制造氮化镓功率器件，其特点是，该多反应腔系统包含：

第一反应腔，其用于通过外延反应在衬底基板上形成缓冲层，其中衬底基板放置于托盘上；

第二反应腔，其用于通过外延反应在已形成有缓冲层的衬底基板上形成完整的氮化镓功率器件结构；

装卸腔，其用于放置已形成完整的氮化镓功率器件结构的衬底基板，或用于放置待进行外延反应的衬底基板；

传输腔，其分别连接第一反应腔、第二反应腔与装卸腔，该传输腔中设有机械手，该机械手用于实现衬底基板或衬底基板所在托盘在第一反应腔、第二反应腔与装卸腔之间转移。

上述的第一反应腔为物理气相沉积反应腔、激光脉冲沉积反应腔或金属有机化学气相沉积反应腔。

上述的第二反应腔为金属有机化学气相沉积反应腔。

上述多反应腔系统包含多个第二反应腔；多个第二反应腔组合完成完整的氮化镓功率器件结构的生长，其中每个第二反应腔完成一部分氮化镓功率器件结构的生长。

上述多反应腔系统包含一个或多个第二反应腔；每个第二反应腔独立完成完整的氮化镓功率器件结构的生长。

上述多反应腔系统还包含连接所述传输腔的缓冲腔，该缓冲腔用于存放从第一反应腔中取出的已形成缓冲层的衬底基板；或者缓冲腔用于存放从第二反应腔中取出的形成完整或部分氮化镓功率器件结构的衬底基板。

上述缓冲腔中设有包含多层搁板的支架，搁板用于放置衬底基板或衬底基板所在托盘。

上述第一反应腔、第二反应腔和装卸腔分别与传输腔之间设有真空隔离阀；装卸腔与外界设有真空隔离阀。

上述多反应腔系统还包含连接装卸腔的装卸台；装卸腔与装卸台之间设有真空隔离阀。

上述衬底基板为硅基板，上述缓冲层为氮化铝层或氮化铝镓层或含铁的氮化镓层。

上述完整的氮化镓功率器件结构由衬底基板起依次包含：缓冲层、第一氮化铝镓层、第二氮化铝镓层、氮化镓层、氮化铝层以及第三氮化铝镓层；所述第一氮化铝镓层、第二氮化铝镓层和第三氮化铝镓层中铝含量不同。

本实用新型制造功率器件的多反应腔系统和现有技术相比，其优点在于，本实用新型设置多个反应腔来生产功率器件，第一反应腔用于在衬底基板上外延出缓冲层，第二反应腔用于外延出完整的氮化镓功率器件，第一反应腔和第二反应腔分步进行不同的工艺，和将现有技术中单个MOCVD反应腔以单反应腔系统完成全部工艺相比，有效节省了不同工艺之间切换的时间，并减少了前一工艺对后续工艺的影响，且不同反应腔可以长时间保持真空环境，提高了生产效率和功率器件的质量。

附图说明

图1为本实用新型制造功率器件的多反应腔系统实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型制造功率器件的多反应腔系统实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型制造功率器件的多反应腔系统实施例三的结构示意图；

图4为本实用新型制造功率器件的多反应腔系统实施例四的结构示意图；