示出了根据本公开实施例的操作面向GaN器件的介质生长系统的方法的流程图。
[0048]以下，将结合图1?3，来对该方法400进行解释。
[0049]具体地，如图4(a)所示，在操作401中，可以将晶片送入该系统内，以便处理。具体地，可以将晶片放入集簇式封闭传送系统100中，置于装载台上。例如，参考图2，可以打开晶片通道117，将待处理的(多个)晶片放置到装载台113上。
[0050]然后，在操作403，可以封闭腔体，并使腔体内成为所需气氛，例如实质上的无氧状态。例如，可以关闭晶片通道117以及传送通道115-1、115-2和115-3(例如，通过关闭这些通道上设置的气密阀)，然后经气氛通道119，将腔体103内抽成一定压力的真空状态(通过真空栗)或在抽成真空环境之后充入一定压力的氮气(通过氮气源)。
[0051]此外，介质生长系统10中的各工艺设备(11、13、15)也可以抽真空或充氮气，使得介质生长系统10中各部件(11、13、15、100)可以到达相同的腔压。这样，随后在将部件连通(特别是将集簇式封闭传送系统与各工艺设备连通)时，可以实现平稳的操作。
[0052]接着，在操作405，可以通过集簇式封闭传送系统，依次将晶片送入各工艺设备以进行处理。具体地，可以将装载台上的晶片加载到片托上，然后可以通过机械臂将片托上加载的晶片依次送入各工艺设备，以进行相应处理。在图1所示的示例中，可以将晶片首先送入远程等离子体修饰系统11中，以对晶片上的GaN材料表面进行改性处理;然后再将晶片送入LPCVD系统或ALD系统，以便在经表面改性处理的GaN材料上淀积介质层。
[0053]图4(b)更详细地示出了图4(a)中的操作405。
[0054]如图4(b)所示，在操作4051，机械臂可以旋转至传送通道，并可以控制该传送通道处的气密阀打开。例如，参见图3，机械臂105可以旋转至对准传送通道115-3，且气密阀121可以打开。
[0055]然后，在操作4053，机械臂可以传片至工艺设备(11、13、15)，并缩回，关闭气密阀。例如，机械臂105可以伸入工艺设备200的载片腔体203中，将晶片111传片到工艺设备200的片托，然后缩回腔体103，并关闭气密阀121。
[0056]接着，在操作4055，工艺设备可以对晶片进行处理。例如，晶片111可以送入工艺设备200的主腔体201内，以便对其进行处理，例如表面处理、淀积等。
[0057]然后，在操作4057，可以打开气密阀，机械臂可以伸入工艺设备接片，并缩回。例如，可以打开气密阀121，机械臂105伸入工艺设备200的载片腔体203中，接收在工艺设备200中处理完毕的晶片111，并缩回腔体103内(将晶片111带回腔体103内)，然后关闭气密阀121。
[0058]另外，在从各工艺设备取出晶片之后，可以恢复腔压。例如，将传送系统100仍然抽成一定压力的真空状态或在抽成真空环境之后充入一定压力的氮气。
[0059]在晶片在该系统的所有工艺设备中进行过处理之后，机械臂可以转动至装载台，将晶片卸载到装载台上，以便取出。
[0060]在一示例中，利用本发明的介质生长系统，可以将界面含氧层的厚度抑制在lnm以下。而在常规工艺中，界面含氧层的厚度可以在3?6nm。此外，通过远程霍尔等离子体高温表面处理，可以将界面粗糙度抑制在0.92nm左右;而不使用远程霍尔等离子体高温表面处理，界面粗糙度将在3.15nm左右。
[0061]以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
【主权项】
1.一种面向氮化镓GaN器件的介质生长系统，包括: 远程等离子体修饰系统，用于对晶片上的GaN材料表面进行改性处理； 低压化学气相淀积LPCVD系统和原子层淀积ALD系统中至少之一，用于在经改性处理的GaN材料表面上淀积一个或多个介质层；以及 集簇式封闭传送系统，与远程等离子体修饰系统以及所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一气密连通，用于将晶片从远程等离子体修饰系统传送至所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一。2.根据权利要求1所述的面向GaN器件的介质生长系统，其中，集簇式封闭传送系统包括: 气密腔体； 设于腔体内的可活动机械臂； 设于可活动机械臂前端的片托，由可活动机械臂支撑； 设于腔体内的装载台，配置为将晶片加载到片托上；以及 与腔体连通的多个传送通道，分别与所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一气密连通， 其中，可活动机械臂被配置为能够活动从而伸入或退出各传送通道。3.根据权利要求2所述的面向GaN器件的介质生长系统，其中，在传送通道与远程等离子体修饰系统、所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一之间设有开闭可控的气密阀。4.根据权利要求2所述的面向GaN器件的介质生长系统，还包括:与腔体内部连通的真空栗或氮气源。5.根据权利要求1所述的面向GaN器件的介质生长系统，其中，远程等离子体修饰系统的载片台具有温度最高达500°C的加热功能。6.根据权利要求1所述的面向GaN器件的介质生长系统，其中，远程等离子体修饰系统采用霍尔型等离子体。7.—种操作如权利要求1?6中任一项所述的面向GaN器件的介质生长系统的方法，包括: 将设有GaN材料的晶片放入集簇式封闭传送系统内； 将集簇式封闭传送系统内抽成一定压力的真空环境，或者在抽成真空环境后充入一定压力的氮气； 通过集簇式封闭传送系统，将晶片送入远程等离子体修饰系统，以对晶片上的GaN材料表面进行改性处理；以及 通过集簇式封闭传送系统，将晶片从远程等离子体修饰系统取出，并依次送入所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一内，以在经改性处理的GaN材料表面上淀积一个或多个介质层。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在通过所述LPCVD系统淀积介质层时，淀积温度在600°C?850°C之间；在通过所述ALD系统淀积介质层时，淀积温度在90°C?500°C之间。9.根据权利要求7所述的方法，其中，在进行表面改性处理时，将加载晶片的载片台加热至 150°C ?500°C。10.根据权利要求7所述的方法，还包括: 在远程等离子体修饰系统、LPCVD系统和ALD系统独立工作时，使远程等离子体修饰系统、LPCVD系统和ALD系统与集簇式封闭传送系统相隔1? ；以及 在将晶片送入远程等离子体修饰系统、LPCVD系统或者ALD系统内或从中取出晶片时，使集簇式封闭传送系统与要送入或要取出晶片的远程等离子体修饰系统、LPCVD系统或者ALD系统对应连通。11.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括:对该介质生长系统抽真空或向其中充入氮气，使得集簇式封闭传送系统、远程等离子体修饰系统以及所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一达到相同腔压。
【专利摘要】公开了面向氮化镓(GaN)器件的介质生长系统及其操作方法。根据实施例，面向GaN的介质生长系统可以包括：远程等离子体修饰系统，用于对晶片上的GaN材料表面进行改性处理；低压化学气相淀积(LPCVD)系统和原子层淀积(ALD)系统中至少之一，用于在经改性处理的GaN材料表面上淀积一个或多个介质层；以及集簇式封闭传送系统，与远程等离子体修饰系统以及所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一气密连通，用于将晶片从远程等离子体修饰系统传送至所述LPCVD系统和ALD系统中至少之一。
【IPC分类】C23C16/455, C23C16/02, C23C16/44, H01L21/67
【公开号】CN105470169
【申请号】CN201510809602
【发明人】刘新宇, 王鑫华, 黄森, 魏珂, 王文武, 侯瑞兵
【申请人】中国科学院微电子研究所
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月20日