懸掛式雙面外延生長裝置制造方法
【專利摘要】一種懸掛式雙面外延生長裝置，包括：一懸掛式片架，該懸掛式片架包括：三個(gè)立柱，每一立柱上開有凹槽，每個(gè)立柱上的凹槽有一個(gè)或多個(gè)，三個(gè)立柱相同高度位置的凹槽構(gòu)成一組；其中將三個(gè)立柱等距豎立排列，使三個(gè)立柱分別位于一等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)處，將一襯底插入到立柱的凹槽內(nèi)，使襯底懸掛于片架上，形成雙面懸空的效果。本發(fā)明能夠?yàn)閱纹睆竭_(dá)六至八英寸、單次同時(shí)雙面外延制備提供裝置及方法支持，既可以避免外延材料翹曲，又可以提高外延生產(chǎn)效率、提高氣體利用率、降低能耗等。
【專利說明】懸掛式雙面外延生長裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種化學(xué)氣相沉積法(Chemical VaporDeposit1n, CVD)懸掛式雙面外延生長裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，許多關(guān)鍵半導(dǎo)體材料都采用CVD方法制備，如在硅基襯底上異質(zhì)外延3C-SiC，在4H-SiC襯底上同質(zhì)外延4H-SiC，在藍(lán)寶石襯底上異質(zhì)外延GaN，在Cu、Ni等金屬襯底或鍺襯底上異質(zhì)外延石墨烯等。通常，CVD生長方案如圖1所示，其核心是將襯底片104平鋪在可旋轉(zhuǎn)載盤105上，其特點(diǎn)是襯底片與載盤接觸的表面無外延生長，只有襯底片的另一表面可以進(jìn)行外延生長。由于娃襯底與其上的外延材料往往存在較大的晶格失配、熱失配，如3C-SiC與Si的晶格失配達(dá)20%，熱失配達(dá)8%，隨著外延層增厚，失配應(yīng)力增大，到一定程度后硅襯底會(huì)翹曲，這會(huì)降低外延材料的品質(zhì)，并且不利于后續(xù)半導(dǎo)體工藝的實(shí)施。如果能夠同時(shí)在硅襯底的兩個(gè)表面進(jìn)行外延生長，則可以消除上述不利影響。在GaN基LED技術(shù)中，雖然藍(lán)寶石襯底生長GaN后不易翹曲，單面外延生長影響不大，但是藍(lán)寶石襯底是可以剝離的，如果可以在藍(lán)寶石襯底上雙面異質(zhì)外延，則可以將生產(chǎn)效率提高一倍，相應(yīng)的載氣、反應(yīng)源氣使用效率也可以提高。在石墨烯的生長方案中，情況也類似上述。目前商業(yè)CVD設(shè)備其氣體利用率一般只有10-20%。因此，基于上述原因，急需發(fā)展新的高效生長裝置以及對應(yīng)的生長方法來進(jìn)一步擴(kuò)展CVD方法的外延生長能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種懸掛式雙面外延生長裝置，其能夠?yàn)閱纹睆竭_(dá)六至八英寸、單次同時(shí)雙面外延制備提供裝置及方法支持，既可以避免外延材料翹曲，又可以提聞外延生廣效率、提聞氣體利用率、降低能耗等。
[0004]本發(fā)明提供一種懸掛式雙面外延生長裝置，包括:
[0005]一懸掛式片架，該懸掛式片架包括:
[0006]三個(gè)立柱，每一立柱上開有凹槽，每個(gè)立柱上的凹槽有一個(gè)或多個(gè),三個(gè)立柱相同高度位置的凹槽構(gòu)成一組；
[0007]其中將三個(gè)立柱等距豎立排列，使三個(gè)立柱分別位于一等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)處，將一襯底插入到立柱的凹槽內(nèi)，使襯底懸掛于片架上，形成雙面懸空的效果。
[0008] 相比于一般化學(xué)氣相沉積裝置，本發(fā)明避免了單面生長可能引起翹曲的不利影響，也避免了單面生長引起生產(chǎn)效率較低的不利影響，而是采用可擴(kuò)展、易于布署的懸掛架硬件結(jié)構(gòu)，不再像現(xiàn)有技術(shù)那樣將襯底平鋪在轉(zhuǎn)盤上，從而只能在一個(gè)表面進(jìn)行外延生長，而是采用懸掛式裝片，可以同時(shí)在襯底兩個(gè)表面進(jìn)行外延生長，這樣既可避免硅底和外延材料之間由于失配造成的翹曲，又可以在相同的生長條件下生長更多面積的外延片，本發(fā)明采用懸掛架，其結(jié)構(gòu)可靠，操作簡單，可以達(dá)到避免翹曲、增加生產(chǎn)效率、提高生長源氣利用率和降低成本的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中:
[0010]圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中CVD裝置示意圖；
[0011]圖2示出了本發(fā)明提供的懸掛式雙面外延生長裝置中懸掛式片架的一個(gè)實(shí)施例的不意圖；
[0012]圖3示出了本發(fā)明提供的懸掛式雙面外延生長裝置按水平方式裝載懸掛式片架的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0013]圖4示出了本發(fā)明提供的懸掛式雙面外延生長裝置按水平方式裝載多片懸掛式片架的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0014]圖5示出了本發(fā)明提供的懸掛式雙面外延生長裝置按垂直方式裝載懸掛式片架的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0015]圖6示出了本發(fā)明提供的懸掛式雙面外延生長裝置按垂直方式裝載多片懸掛式片架的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0016]圖7示出了本發(fā)明提供的由懸掛式雙面外延生長裝置生長硅基異質(zhì)外延η型3C-SiC的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0017]圖8示出了本發(fā)明提供的由懸掛式雙面外延生長裝置生長基于4H_SiC同質(zhì)外延的PiN結(jié)構(gòu)材料的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
[0018]圖9示出了本發(fā)明提供的由懸掛式雙面外延生長裝置生長在鍺襯底上異質(zhì)外延石墨烯的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性的實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡要起見，實(shí)際的實(shí)施例并不局限于說明書中所描述的這些技術(shù)特征。然而，應(yīng)該理解的是，在改進(jìn)任何一個(gè)所述實(shí)際實(shí)施例的過程中，多個(gè)具體實(shí)施例的決定必須是能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)人員的特定目標(biāo)，例如，遵從行業(yè)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的限制，所述限制隨著實(shí)施例的不同而變化。而且，應(yīng)該理解的是，前述改進(jìn)的效果即使是非常復(fù)雜和耗時(shí)的，但是這對于知曉本發(fā)明益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說仍然是常規(guī)技術(shù)手段。
[0020]請參閱圖2所示，本發(fā)明提供一種懸掛式雙面外延生長裝置，包括:
[0021]一懸掛式片架20，該懸掛式片架20包括:三個(gè)立柱201，為圓柱體，其尺寸用立柱高度和立柱直徑表示，每一立柱201上開有凹槽203，開槽方式為直接在立柱上挖取，凹槽203的形狀為半圓柱體，其尺寸用凹槽高度和凹槽底圓直徑表示，其凹槽底圓直徑與立柱直徑相同或者不同，使立柱201有足夠的強(qiáng)度不致于斷裂，又使襯底202可以牢靠固定于立柱上不致于脫落。立柱201上的凹槽203有一個(gè)或者多個(gè)，如果有多個(gè)凹槽203，其間距可按需求設(shè)定，可以為0.5毫米至2厘米。三個(gè)立柱201相同高度位置的凹槽203構(gòu)成一組。立柱201的材料為石英玻璃、高溫金屬或石墨，使立柱201可以處于室溫至1200攝氏度、室溫至1500攝氏度或室溫至2200攝氏度的環(huán)境中。立柱201的直徑為510毫米，使其盡量保持體積小的條件下具有一定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，可以在安裝有一個(gè)或者多個(gè)襯底202的工況下不傾倒、散架。
[0022]其中將三個(gè)立柱201等距豎立排列，使三個(gè)立柱201分別位于一等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)處,此等邊三角形外接圓直徑與襯底202直徑相同，將襯底202插入到立柱201的凹槽203內(nèi)，使襯底202懸掛于片架20上，形成雙面懸空的效果。
[0023]請參閱圖3所示，為本發(fā)明的一實(shí)施例，其提供了本發(fā)明中懸掛式雙面外延生長裝置的懸掛式片架的水平裝載實(shí)施例。結(jié)合圖2所示，所述懸掛式片架20是高溫金屬如鑰構(gòu)成的，由三根直徑5毫米、高5厘米的立柱201組成，每個(gè)立柱上分布有I個(gè)凹槽203。三個(gè)立柱上的凹槽處于同高度位置，可以固定襯底202，生長時(shí)，將I個(gè)六英寸襯底202置于凹槽203中，形成懸掛式裝載。如圖3所示，將懸掛式片架20置于載盤303上，使襯底202平行于載盤303表面放置，進(jìn)氣口 302位于生長室301頂端面右邊緣，出氣口 304位于生長室301底端面左邊緣，使源氣以偏軸的方式流過懸掛式片架，并使源氣以一定的動(dòng)量沿一定的角度掠入射至襯底202兩個(gè)表面，載盤303可以繞軸305轉(zhuǎn)動(dòng)，使源氣均勻地流過襯底202兩個(gè)表面。加熱器306沿軸向環(huán)繞生長室，其高度完全高于懸掛式片架，使襯底處于一個(gè)均勻、穩(wěn)定的溫度場中。
[0024]請參閱圖4所示，為本發(fā)明的又一實(shí)施例，其提供了本發(fā)明中懸掛式雙面外延生長裝置的多片懸掛式片架的水直裝載實(shí)施例。所述多片懸掛式片架20是高溫金屬如鑰構(gòu)成的，由三根直徑5毫米、高20厘米的立柱201組成，每個(gè)立柱上分布有多個(gè)凹槽203。三個(gè)立柱上的凹槽處于同高度位置，可以固定襯底202，生長時(shí)，將多個(gè)六英寸襯底202置于凹槽203中，形成多片懸掛式裝載。如圖4所示，將多片懸掛式片架20置于載盤303上，使襯底202平行于載盤303表面放置，進(jìn)氣口 302位于生長室301頂端面右邊緣，出氣口 304位于生長室301底端面左邊緣，使源氣以偏軸的方式流過懸掛式片架，并使源氣以一定的動(dòng)量沿一定的角度掠入射至襯底202兩個(gè)表面，載盤303可以繞軸305轉(zhuǎn)動(dòng)，使源氣均勻地流過襯底202兩個(gè)表面。加熱器306沿軸向環(huán)繞生長室，其高度完全高于懸掛式片架，使襯底處于一個(gè)均勻、穩(wěn)定的溫度場中。
[0025]參閱圖5所示，為本發(fā)明的又一實(shí)施例，其提供了本發(fā)明中懸掛式雙面外延生長裝置的懸掛式片架的垂直裝載實(shí)施例。結(jié)合圖2所示，所述懸掛式片架20是高溫金屬如鑰構(gòu)成的，由三根直徑5毫米、高6厘米的立柱201組成，每個(gè)立柱上分布有I個(gè)凹槽203。三個(gè)立柱上的凹槽處于同高度位置，可以固定襯底202，生長時(shí)，將I個(gè)六英寸襯底202置于凹槽203中，形成懸掛式裝載。如圖5所示，將懸掛式片架20置于載盤303上，使襯底202垂直于載盤504表面放置，進(jìn)氣口 502位于生長室501頂端面正中，并在生長室501中內(nèi)接有喇叭口 503，出氣口 505位于生長室501底端面中間，喇叭口 503尺寸大于懸掛式片架20，使源氣均勻擴(kuò)展，并以平行襯底202的方式流過外延表面，并使源氣以一定的動(dòng)量沿一定的角度掠入射至襯底202兩個(gè)外延表面，載盤504可以繞軸507轉(zhuǎn)動(dòng)，使源氣均勻地流過襯底202兩個(gè)表面。加熱器506沿軸向環(huán)繞生長室501，其高度完全高于襯底202，使襯底202處于一個(gè)均勻、穩(wěn)定的溫度場中。
[0026]參閱圖6所示，為本發(fā)明的又一實(shí)施例，其提供了本發(fā)明中懸掛式雙面外延生長裝置的多片懸掛式片架的垂直裝載實(shí)施例。多片懸掛式片架20是高溫金屬如鑰構(gòu)成的，由三根直徑5毫米、高20厘米的立柱201組成，每個(gè)立柱上分布有多個(gè)凹槽203。三個(gè)立柱上的凹槽處于同高度位置，可以固定襯底202，生長時(shí)，將多個(gè)六英寸襯底202置于凹槽203中，形成懸掛式裝載。如圖6所示，將多片懸掛式片架20置于載盤303上，使襯底202垂直于載盤504表面放置，進(jìn)氣口 502位于生長室501頂端面正中，并在生長室501中內(nèi)接有喇叭口 503，出氣口 505位于生長室501底端面中間，喇叭口 503尺寸大于懸掛式片架20，使源氣均勻擴(kuò)展，并以平行襯底202的方式流過外延表面，并使源氣以一定的動(dòng)量沿一定的角度掠入射至襯底202兩個(gè)外延表面，載盤504可以繞軸507轉(zhuǎn)動(dòng)，使源氣均勻地流過襯底202兩個(gè)表面。加熱器506沿軸向環(huán)繞生長室501，其高度完全高于襯底202，使襯底202處于一個(gè)均勻、穩(wěn)定的溫度場中。
[0027]參閱圖7所示，為本發(fā)明的又一實(shí)施例，其提供了由懸掛式雙面外延生長裝置生長硅基異質(zhì)外延η型3C-SiC的一個(gè)實(shí)施例。結(jié)合附圖4、附圖6，包括如下步驟:
[0028]步驟1:將襯底片202裝載于懸掛式片架20上，按垂直或水平裝載方式將懸掛式片架20置于載盤上；
[0029]步驟2:抽真空，一定時(shí)間后，通入載氣，并設(shè)置生長室氣壓；
[0030]步驟3:穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度，保溫；
[0031]步驟4:升溫至第二階段溫度，其間通入第一種生長源氣，到達(dá)第二階段溫度時(shí)再通入第二種生長源氣；
[0032]步驟5:生長一定時(shí)間后依次斷開第二種、第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行降溫，保持整個(gè)過程通有載氣。
[0033]實(shí)施細(xì)節(jié)如下:
[0034]將4片4英寸P型Si (100)襯底片裝載于多片懸掛架上，按垂直或水平裝載方式將多片懸掛架置于載盤上，抽真空至1E-3帕，I小時(shí)后，通入載氣H2，并設(shè)置生長室氣壓為5000帕。約5分鐘穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度1150攝氏度，保溫60分鐘，以凈化生長室以及襯底表面。10分鐘內(nèi)升溫至第二階段溫度1280攝氏度，至1200攝氏度時(shí)通入第一種生長源氣C2H4，流量為30sCCm。到達(dá)第二階段溫度時(shí)再通入第二種生長源氣SiH4，流量為20sCCm，此時(shí)進(jìn)行外延生長，生長2小時(shí)后依次斷開第二種、第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行降溫，保持整個(gè)過程通有載氣H2，流量為15slm。
[0035]參閱圖8所示，為本發(fā)明的又一實(shí)施例，其提供了由懸掛式雙面外延生長裝置生長基于4H-SiC同質(zhì)外延的PiN結(jié)構(gòu)材料的一個(gè)實(shí)施例。結(jié)合附圖4、附圖6，包括如下步驟:
[0036]步驟1:將襯底片202裝載于懸掛式片架20上，按垂直或水平裝載方式將懸掛式片架20置于載盤上；
[0037]步驟2:抽真空，一預(yù)定時(shí)間后，通入載氣，并設(shè)置生長室氣壓；
[0038]步驟3:穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度，保溫；
[0039]步驟4:一預(yù)定時(shí)間內(nèi)升溫至第二階段溫度，其間通入第一種生長源氣，到達(dá)第二階段溫度時(shí)通入第二種生長源氣，并同時(shí)通入η型摻雜劑，生長一預(yù)定時(shí)間后斷開η型摻雜劑；
[0040]步驟5:生長一預(yù)定時(shí)間后通入P型摻雜劑；
[0041]步驟6:生長一預(yù)定時(shí)間后通入更大流量的P型摻雜劑；
[0042]步驟7:生長一預(yù)定時(shí)間后斷開P型摻雜劑，同時(shí)斷開第二種生長源氣，隨后斷開第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行降溫，保持整個(gè)過程通有載氣。
[0043]實(shí)施細(xì)節(jié)如下:
[0044]將4片4英寸p型4H_Si (0001)襯底片裝載于多片懸掛架上，按垂直或水平裝載方式將多片懸掛架置于載盤上，抽真空至1E-3帕，I小時(shí)后，通入載氣H2，并設(shè)置生長室氣壓為5000帕。約5分鐘穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度1350攝氏度，保溫60分鐘，以凈化生長室以及襯底表面。20分鐘內(nèi)升溫至第二階段溫度1700攝氏度，至1620攝氏度時(shí)通入第一種生長源氣C2H4，流量為SOOsccm。到達(dá)第二階段溫度時(shí)再通入第二種生長源氣SiH4,流量為700sccm，并同時(shí)通入η型摻雜劑NH3,流量為50sccm。此時(shí)進(jìn)行N+外延薄層的生長，生長10分鐘后斷開η型摻雜劑NH3,此時(shí)進(jìn)行N-外延厚層的生長，100分鐘后通入P型摻雜劑B2H6,流量為60SCCm，此時(shí)進(jìn)行P外延薄層的生長，生長10分鐘后增加p型摻雜劑B2H6流量，流量為90SCCm，此時(shí)進(jìn)行p+外延薄層的生長，生長2分鐘后斷開P型摻雜劑B2H6，同時(shí)斷開第二種生長源氣SiH4，隨后斷開第一種生長源氣C2H4，隨即斷開加熱器進(jìn)行降溫，保持整個(gè)過程通有載氣H2，流量為120slm。
[0045]參閱圖9所示，為本發(fā)明的又一實(shí)施例，其提供了由懸掛式雙面外延生長裝置生長在鍺襯底上異質(zhì)外延石墨烯的一個(gè)實(shí)施例。結(jié)合附圖3、附圖5，其包括如下步驟:
[0046]步驟1:將襯底片202裝載于懸掛式片架20上，按垂直或水平裝載方式將懸掛式片架20置于載盤上；
[0047]步驟2:抽真空，一預(yù)定時(shí)間后，通入載氣，并設(shè)置生長室氣壓；
[0048]步驟3:穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度，保溫；
[0049]步驟4:通入惰性氣體，升溫至第二階段溫度，通入第一種生長源氣；
[0050]步驟7:—預(yù)定時(shí)間后斷開第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行快速降溫，保持降溫階段通有載氣。
[0051] 實(shí)施細(xì)節(jié)如下:
[0052]將I片6英寸Ge (110)襯底裝載于懸掛架上,按垂直或水平裝載方式將懸掛架置于載盤上，抽真空至1E-3帕，I小時(shí)后，通入載氣H2，流量為Islm，并設(shè)置生長室氣壓為60000帕。約5分鐘穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度850攝氏度，保溫30分鐘，以凈化生長室以及襯底表面。通入惰性氣體Ar，流量為3slm，升溫至第二階段溫度900攝氏度，通入第一種生長源氣CH4,流量為lOsccm，此時(shí)進(jìn)行石墨烯的生長，生長20分鐘后斷開第一種生長源氣CH4,隨即斷開加熱器進(jìn)行快速降溫至500攝氏度，使襯底外延表面降溫速率達(dá)每分鐘400攝氏度，保持降溫階段通有載氣。
[0053]盡管基于一些優(yōu)選的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉，本發(fā)明的范圍并不限于那些實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在理解本發(fā)明的基礎(chǔ)上能夠?qū)?shí)施例進(jìn)行各種變化和修改，并且因此落入本發(fā)明所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種懸掛式雙面外延生長裝置，包括: 一懸掛式片架，該懸掛式片架包括: 三個(gè)立柱，每一立柱上開有凹槽，每個(gè)立柱上的凹槽有一個(gè)或多個(gè)，三個(gè)立柱相同高度位置的凹槽構(gòu)成一組； 其中將三個(gè)立柱等距豎立排列，使三個(gè)立柱分別位于一等邊三角形三個(gè)頂點(diǎn)處，將一襯底插入到立柱的凹槽內(nèi)，使襯底懸掛于片架上，形成雙面懸空的效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中所述立柱的材料為石英玻璃、高溫金屬或超純石墨。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中所述立柱的直徑為5-10毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中所述懸掛式片架按水平方式裝載，包括: 將懸掛式片架置于載盤上，使襯底平行于載盤表面放置，進(jìn)氣口位于生長室頂端面右邊緣，出氣口位于生長室底端面左邊緣，載盤可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加熱器沿軸向環(huán)繞生長室，其高度完全高于懸掛式片架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中所述懸掛式片架按垂直方式裝載，包括: 將懸掛式片架置于載盤上，使襯底垂直于載盤表面放置，進(jìn)氣口位于生長室頂端面正中，并在生長室中內(nèi)接有喇叭口，出氣口位于生長室底端面中間，喇叭口尺寸大于懸掛式片架，載盤可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，加熱器沿軸向環(huán)繞生長室，其高度完全高于襯底。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中提供硅基異質(zhì)外延η型3C-SiC的生長，包括如下步驟: 步驟1:將襯底片裝載于懸掛式片架上，按垂直或水平裝載方式將懸掛式片架置于載盤上； 步驟2:抽真空，一定時(shí)間后，通入載氣，并設(shè)置生長室氣壓； 步驟3:穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度，保溫； 步驟4:升溫至第二階段溫度，其間通入第一種生長源氣，到達(dá)第二階段溫度時(shí)再通入第二種生長源氣； 步驟5:生長一定時(shí)間后依次斷開第二種、第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行降溫，保持整個(gè)過程通有載氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中提供基于4H-SiC同質(zhì)外延的PiN結(jié)構(gòu)材料的生長，包括如下步驟: 步驟1:將一襯底片裝載于懸掛式片架上，按垂直或水平裝載方式將懸掛式片架置于載盤上； 步驟2:抽真空，一預(yù)定時(shí)間后，通入載氣，并設(shè)置生長室氣壓； 步驟3:穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度，保溫； 步驟4: 一預(yù)定時(shí)間內(nèi)升溫至第二階段溫度，其間通入第一種生長源氣，到達(dá)第二階段溫度時(shí)通入第二種生長源氣，并同時(shí)通入η型摻雜劑，生長一預(yù)定時(shí)間后斷開η型摻雜劑； 步驟5:生長一預(yù)定時(shí)間后通入P型摻雜劑；步驟6:生長一預(yù)定時(shí)間后通入更大流量的P型摻雜劑； 步驟7:生長一預(yù)定時(shí)間后斷開P型摻雜劑，同時(shí)斷開第二種生長源氣，隨后斷開第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行降溫，保持整個(gè)過程通有載氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中提供鍺襯底上異質(zhì)外延石墨烯的生長，包括如下步驟: 步驟1:將襯底片裝載于懸掛式片架上，按垂直或水平裝載方式將懸掛式片架置于載盤上； 步驟2:抽真空，一預(yù)定時(shí)間后，通入載氣，并設(shè)置生長室氣壓； 步驟3:穩(wěn)定后，打開加熱器，升溫至第一階段溫度，保溫； 步驟4:通入惰性氣體，升溫至第二階段溫度，通入第一種生長源氣； 步驟7:—預(yù)定時(shí)間后斷開第一種生長源氣，隨即斷開加熱器進(jìn)行快速降溫，保持降溫階段通有載氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的懸掛式雙面外延生長裝置，其中通入的載氣為H2;惰性氣體為Ar。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的塔式多片外延生長裝置，其中通入的源氣為SiH4或C2H4 ;通入的η型摻雜劑為NH3 ;通入的P型摻雜劑為B2H6 ;通入的源氣為CH4 ;使用的襯底片為 Si 或 4H-SiC。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塔式多片外延生長裝置，其中使用的襯底片為Ge。
【文檔編號】C30B25/12GK104178806SQ201410412073
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】劉興昉, 劉斌, 閆果果, 王雷, 趙萬順, 張峰, 孫國勝, 曾一平 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所