具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。

首先请参照图2，图2为本发明外延生长装置的结构示意图。如图2所示，外延生长装置由反应腔室201和真空锁202两部分组成，一个反应腔室201具有若干个加热器203排列成圆圈，其中反应腔室201有多个加热器203在常压或者减压条件下工作。加热器203上方或之间设有分隔装置204能够喷出气体，例如氢气或者氩气或者氦气，来屏蔽隔离每个加热器203；反应腔室201还设有位于加热器203之间的排气管205。真空锁202中设有晶圆匣206用于运送待处理或处理后的晶圆。

为了进一步理解本发明的结构，请再参阅图3，图3为本发明的外延生长装置的剖面图。反应腔室201的壳体是一个水冷壁腔室，其腔体内壁209是包覆石墨层的碳化硅。反应腔室201还设有晶圆装卸器207，晶圆装卸器207可辐射状地伸缩，对应匹配加热器203的数量，晶圆装卸器207位于加热器203之间。在加热过程中，晶圆装卸器207缩回。在装卸晶圆301的过程中，晶圆装卸器207伸出进入相应的加热器位置卸下原有晶圆301再旋转一个加热器的位置将取出的晶圆放到下一个加热器的位置上装上。分隔装置204和晶圆装卸器207可绕反应腔室201圆心旋转。

在具有水冷装置的不锈钢腔体外壳顶部设有源气体的进气口，一个倒扣的漏斗状的气体扩散器208，将源气体引入正对下方的晶圆301。腔体内壁209由包覆碳化硅的石墨构成。在气体扩散器208下方有一个碳化硅包覆的石墨加热器203。该加热器203顶部放置晶圆301。加热器203之间的分隔装置204具有若干个出气孔210使得能够喷出气体，例如氢气或者氩气或者氦气，来屏蔽隔离每个加热器203。气体，如氢气、氦气、氩气，经加热器203周边形成的垂直气流通道从腔体底部的排气管205排出。

晶圆装卸器207在其底部设有晶圆夹持卡盘或者晶圆叉或者伯努利吸盘；晶圆夹持卡盘或者晶圆叉被用于常压或者减压工艺，而伯努利吸盘被用于常压或者低压工艺可选地在晶圆装卸器207的侧面由多孔材料制成，例如硅、碳化硅、碳石墨、陶瓷等能够喷出气体，或者晶圆装卸器207的侧面设有若干个出气孔210能够喷出气体来屏蔽不同气体以免产生副产品沉积。

加热器203是碳化硅包覆的石墨电阻加热器，加热器203的形状是圆柱状并且顶部是平的且具有一凹陷部，该凹陷部用于放置晶圆301，该凹陷部的形状是纵深向轮廓为近似弧线。加热器在凹陷部设有三个孔，顶针可以通过这些孔上下移动，以托起或降下晶圆。当然这里的孔的数量可以根据不同的需要调整。

接下来请参阅图4，图4为本发明的一个实施例的结构示意图。在图4中，在这个实施例中反应腔室201中有六个加热器203围成一个圆圈。真空锁202中具有一个晶圆匣206。以反应腔室201圆心呈辐射状伸出的隔离装置204位于各加热器203之间将其隔开。可伸缩的晶圆装卸器207收缩在隔离装置204上方。在装卸晶圆时，其可以转至正对加热器203位置，并伸入加热器203上方装卸其位置上的晶圆。分隔装置204和晶圆装卸器207可绕反应腔室201圆心旋转。

再请参阅图5，图5为本发明另一实施例的示意图。在图5的实施例中，反应腔室201中有六个加热器203围成一个圆圈。真空锁202中具有两个晶圆匣206，这样大大提高了处理效率。

接下来请参阅图6，图6为本发明又一实施例的示意图。与图5实施例不同的是，本实施例增加了一个预处理腔室302位于真空锁202和反应腔室201之间。因为预处理和每次外延生长的气体、温度以及时间条件都不一样，把预处理腔室302从反应腔室201独立出来使得设备更加程序简单方便。预处理腔室302也具有独立的加热和进气、排气系统。

在图7的实施例中，进一步地将反应腔室201增加到两个，每个反应腔室201中有六个加热器203围成一个圆圈。真空锁202中具有三个晶圆匣206。每个反应腔室201与真空锁202之间各设有一个预处理腔室302。这样进一步地提高了处理效率。

图8为本发明引入机械臂的实施例的示意图。在图8中有三个反应腔室201围成三面，另一面是真空锁202。每个反应腔室201中有两个加热器203。真空锁202中有三个晶圆匣206。机械臂有两个机械手，可以一次从一个反应腔室201装卸两片晶圆。

本发明中提到的外延生长工艺是碳化硅或者氮化镓或者硅或者锗硅中的一种。真空锁及相应的反应腔数量可以根据产能的优化需要被增加。

多层外延工艺，在多个反应腔内进行多步碳化硅外延生长，多个反应腔依次排列，第一个反应腔进行预处理，其余反应腔各进行一次外延生长。

在多个反应腔内进行多步外延生长过程中，闲置的反应腔采用氯化氢/氢气或者三氟化氯/氢气、氩气、氦气或者氯化氢/三氟化氯/氢气、氩气、氦气中的一种配方对反应腔进行干法清洗。外延工艺是碳化硅或者氮化镓或者硅或者锗硅中的一种。预处理的氛围气体为氢气或者氯化氢。预处理之后晶圆在随后的反应腔中处理18分钟，其中外延生长15分钟。进行外延的每个反应腔中，源气体是由硅烷、丙烷、氢气、氮气组成；反应温度为1580摄氏度，压力为60托左右；硅烷气体流速为500sccm(标准状况下毫升每分钟)，丙烷气体流速为200sccm(标准状况下毫升每分钟)，氢气气体流速为150slm(标准状况下升每分钟)，氮气气体流速为25sccm(标准状况下毫升每分钟)。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言可以容易实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里展示和描述的图例。