室还包括传输装置5，该传输装置5用于在薄膜生长之前将方形托盘2传输至相应的匀气装置10的下方，或者在薄膜生长的过程中控制方形托盘2做往复运行，以使方形托盘2上方的气体能够均匀混合，进而提高生长出的薄膜的均匀性。具体地，该传输装置5可以包括承载机构、传输机构和驱动机构，该承载机构可以为传送带等，传输机构可以为带动传送带运动的齿轮等，驱动机构可以为发动机等，其中，本实施例中可以通过传输机构控制方形托盘2做往复运动，也可以通过与其分离的往复机构带动方形托盘2做往复运动。
[0054]基于此，该传输装置5还可与机械手配合来将方形托盘2装载并传输到匀气装置10下方的托盘放置区上，如图10所示，图10为方形腔室的俯视结构示意图，方形腔室和机械手腔室之间具有闸板阀60。在开始生长薄膜之前，开启闸板阀60，位于机械手腔室61内的机械手臂62移动至托盘存储室63内，将托盘存储室63内的方形托盘2传输至方形腔室内的传输装置5的承载机构上，并通过传输装置5将方形托盘2移动到相应的托盘放置区。在薄膜生长结束后，还可以通过机械手臂62将方形腔室内的方形托盘2取出。
[0055]当然，本发明提供的薄膜生长腔室还可以包括冷却水系统和抽真空系统等，本发明并不仅限于此。其中，冷却水系统用于对生长薄膜后的方形腔室进行降温，抽真空系统用于在薄膜生长之前抽出方形腔室内的空气，以保证通入的气体的纯度等。
[0056]下面以基片为蓝宝石基片，生长的薄膜为氮化镓薄膜为例，来对本发明提供的薄膜生长腔室的工作流程进行描述。首先，一次性地将多片(约10片?300片)2英寸的蓝宝石基片装载到多个方形托盘2上，打开闸板阀60，通过机械手臂62将第一个方形托盘2传输到传输装置5上，通过传输装置5带动第一个方形托盘2移动一个托盘的距离，之后通过机械手臂62将第二个方形托盘2传输到传输装置5上，通过传输装置5带动第一个方形托盘2和第二个方形托盘2移动一个托盘的距离，以此类推，直至将4个方形托盘2均移动到相应的托盘放置区后，关闭闸板阀6 O。
[0057]封闭方形腔室，并对方形腔室达到一定的真空度后，通过加热装置把基片加热到约1050°C，同时通入氢气，进行高温清洗。然后通入一定比例的反应气体三甲基镓和氨气，以氮气或氢气为载气，将三甲基镓从方形腔室顶面的第一进气孔11通入方形腔室内部，将氨气从第二进气孔12通入方形腔室内部，通过匀气装置将三甲基镓和氨气均匀排放到蓝宝石基片表面，其中三甲基镓气体从第一喷气口 101喷出，氨气从第二喷气口 102喷出，三甲基镓和氨气在蓝宝石基片上受热分解出镓原子和氮原子，在0001晶向的蓝宝石基片上沉积一层氮化镓单晶薄膜。根据不同的工艺条件，如改变气体源的种类及改变蓝宝石基片的温度，可以生长出不同结构的外延片，本发明并不对薄膜的结构具体限定。
[0058]本实施例提供的薄膜生长腔室，方形腔室的长度可以无限制地增加，只要方形腔室增加区域的顶面上设置有进气结构，就能为下方的方形托盘内的基片提供满足薄膜均匀生长需求的均匀气体，从而能够提高薄膜生长腔室的装载量和产能。
[0059]本发明的实施例还提供了一种薄膜生长装置，该薄膜生长装置包括如上任一实施例提供的薄膜生长腔室，本实施例提供的薄膜生长装置不仅产能高，而且还具有薄膜生长流程和气流模式简单，加热系统的设计更加方便等优点。
[0060]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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种薄膜生长腔室，其特征在于，所述薄膜生长腔室为方形腔室； 所述方形腔室内具有至少一个托盘放置区，所述托盘放置区用于放置承载有至少一个待生长薄膜的基片的方形托盘； 所述方形腔室的顶面具有至少一个进气结构，所述进气结构包括进气孔和与所述进气孔连接的方形匀气装置，每一所述匀气装置位于至少一个所述托盘放置区的上方，所述匀气装置用于将所述进气孔通入的气体均匀喷放到下方的托盘放置区，以使所述托盘放置区放置的方形托盘承载的基片表面生成均匀的薄膜。2.根据权利要求1所述的薄膜生长腔室，其特征在于，所述匀气装置包括多个圆形或方形的喷气口，所述多个喷气口均匀分布在所述匀气装置的底面，以将气体均匀喷放到下方的方形托盘承载的基片表面。3.根据权利要求1所述的薄膜生长腔室，其特征在于，所述进气结构包括第一进气孔和第二进气孔，所述匀气装置包括与所述第一进气孔连接的第一匀气区域和与所述第二进气孔连接的第二匀气区域； 所述第一匀气区域包括多个第一喷气口，所述第二匀气区域包括多个第二喷气口，所述第一喷气口和所述第二喷气口间隔排列，且所述第一喷气口和所述第二喷气口均勾分布在所述匀气装置的底面。4.根据权利要求3所述的薄膜生长腔室，其特征在于，所述第一喷气口和第二喷气口为条形结构，间隔排列的所述第一喷气口和第二喷气口构成梳状结构或栅状结构； 或者，所述第一喷气口和第二喷气口为圆形结构。5.根据权利要求4所述的薄膜生长腔室，其特征在于，所述第一喷气口或第二喷气口的喷出面为倾斜面。6.根据权利要求1所述的薄膜生长腔室，其特征在于，所述进气结构包括第一进气孔和第二进气孔，所述匀气装置通过管路与所述第一进气孔和第二进气孔连接，所述管路上具有控制阀门，所述控制阀门用于在所述第一进气孔通入的气体和所述第二进气孔通入的气体混合均匀后，将所述混合气体通入所述匀气装置中。7.根据权利要求1所述的薄膜生长腔室，其特征在于，所述方形腔室的底部具有多个沿所述方形腔室的长侧边延伸方向依次排列的排气口，所述排气口用于将所述方形腔室内反应后的气体排放出去。8.根据权利要求1所述的薄膜生长装置，其特征在于，所述薄膜生长腔室还包括传输装置，所述传输装置用于在薄膜生长之前将所述方形托盘传输至所述匀气装置的下方，在薄膜生长的过程中控制所述方形托盘做往复运动，以使所述方形托盘上方的气体均匀混合。9.根据权利要求1所述的薄膜生长装置，其特征在于，所述薄膜生长腔室还包括加热装置，所述加热装置包括多个加热部件，至少一个所述加热部件对应设置在一所述方形托盘的下方，以控制所述方形托盘内的基片的薄膜生长温度。10.—种薄膜生长装置，其特征在于，包括权利要求1?9任一项所述的薄膜生长腔室。
【专利摘要】本发明提供了一种薄膜生长腔室和薄膜生长装置，薄膜生长腔室为方形腔室；方形腔室内具有至少一个托盘放置区，托盘放置区用于放置承载有待生长薄膜的基片的方形托盘；方形腔室的顶面具有至少一个进气结构，进气结构包括进气孔和与进气孔连接的方形匀气装置，每一匀气装置位于至少一个托盘放置区的上方，匀气装置用于将进气孔通入的气体均匀喷放到下方的托盘放置区，以使托盘放置区放置的方形托盘承载的基片表面生成均匀的薄膜。本发明中的方形腔室可以无限制地扩大，只要扩大的顶面上设置有进气结构，就能为下方的方形托盘内的基片提供满足薄膜均匀生长需求的均匀气体，从而能够提高薄膜生长装置的产能。
【IPC分类】C23C16/34, C23C16/455
【公开号】CN105624648
【申请号】CN201610179954
【发明人】胡国新, 肖蕴章, 胡强, 冉军学, 何斌, 黎天韵, 朱正涛, 钟山, 蒋国文, 王其忻
【申请人】广东省中科宏微半导体设备有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月24日