[实用新型]半导体材料制备装置

说明书

本实用新型提供一种半导体材料制备装置，其包括：预处理单元、生长单元、传送单元；预处理单元包括内部提供预处理空间的第一腔室，第一腔室中设置有预处理机构，预处理机构通过刻蚀、腐蚀、热分解、机械化学抛光中一种方式或几种方式的结合对基底表面进行预处理，生长单元包括内部提供生长空间的第二腔室，传送单元包括：通道、设置于通道中的传送机构，通道连通第一腔室和第二腔室，且第一、二腔室及二者之间的通道与外部隔绝，传送机构一端延伸至第一腔室中，另一端延伸至第二腔室中。本实用新型能够在外延生长之前，对基底表面吸附的Si、O等杂质进行去除，从而避免后续生长时，在生长界面处出现高掺杂层，进而提升器件的光电性能。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体材料制备装置。

背景技术

GaN基III-V族半导体材料是重要的直接带隙的宽禁带半导体材料。由于其特有的带隙范围，优良的光、电学性质，优异的材料机械和化学性能，在发光二极管(LED)、激光器(LD)、高电子迁移率晶体管(HEMT)、探测器等领域具有重要的应用。

然而，在氮化镓衬底上进行III-V族半导体材料的外延生长时，再生长界面处容易出现一薄层高掺杂层，其主要成分是Si、O、C、H等杂质。这层高掺杂层是重要的漏电通道，影响着器件的输出功率等光电性能。

上述现象发生的主要原因是GaN衬底在生长之前的清洗、运输、储存过程中会吸附空气中的Si、O、C、H等杂质，并在生长初期掺入到晶格中。而上述Si、O杂质在GaN材料内部都是浅能级施主杂质，这些杂质的掺入会在GaN材料内引入大量的自由载流子，从而导致上述问题。因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种半导体材料制备装置，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种半导体材料制备装置，其包括：预处理单元、生长单元、传送单元；

所述预处理单元包括内部提供预处理空间的第一腔室，所述第一腔室中设置有预处理机构，所述预处理机构通过刻蚀、腐蚀、热分解、机械化学抛光中一种方式或几种方式的结合对基底表面进行预处理，所述生长单元包括内部提供生长空间的第二腔室，所述传送单元包括：通道、设置于所述通道中的传送机构，所述通道连通所述第一腔室和第二腔室，且第一、二腔室及二者之间的通道与外部隔绝，所述传送机构一端延伸至所述第一腔室中，另一端延伸至第二腔室中。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述刻蚀的方式包括如下一种或几种：等离子体刻蚀、电感耦合等离子体刻蚀、反应离子刻蚀、离子束刻蚀。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述预处理单元为刻蚀机、腐蚀机、热分解机、机械化学抛光机中的一种或几种。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述生长单元为MOCVD、MBE、HVPE、PVT、氨热设备、Na flux设备中的一种。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述第一腔室、通道、第二腔室中为真空或者不活泼气体氛围。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述传送机构包括：工作台、驱动所述工作台在所述第一腔室和第二腔室中进行往复运动的直线电机。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述预处理机构单元适于氮化镓单晶基底、氮化镓复合基底、异质基底的预处理。

作为本实用新型的半导体材料制备装置的改进，所述生长单元适于III-V族半导体材料的外延生长，所述III-V族半导体材料为III族元素与V族元素按比例组成的二元、三元或四元半导体材料。