反應罩制造技術

本發明專利技術涉及一種用于氯氣刻蝕烘烤設備的反應罩，該反應罩由耐溫、隔熱并具有高透光性的材料整體制成，并在其頂面設有用于容納溫度測量裝置的第一管和供氣體進入的第二管。第二管通入到設置在反應罩內的多層孔板結構，第一管穿透多層孔板結構而通到反應罩內部。多層孔板結構至少包括分層排列的第一和第二孔板，第一和第二孔板上分別分布有構成第一和第二圖案的多個孔。本發明專利技術的反應罩為氯氣刻蝕烘烤設備提供合適的反應空間，以保證氯氣刻蝕烘烤設備為金屬有機化學氣相沉積設備提供可重復利用的清潔石墨盤和刻蝕清潔的外延襯底片，從而在充分清潔石墨盤表面和外延襯底片的沉積物的同時，改善外延片的生長成品率和襯底片的重復利用率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種反應罩，更具體地說，涉及一種用于氯氣刻蝕烘烤設備的石英反應罩。
技術介紹
金屬有機化學氣相沉積設備(簡稱M0CVD)以熱分解反應方式在襯底上進行化學沉積反應，生長各種II1-V族、I1-VI族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。石墨盤作為襯底的承載平臺，在該反應過程中會有多余的化學反應殘留物沉積在石墨盤表面上。如果不對這些殘留物進行清除的話，會在新的一爐外延片生長過程中影響對應的溫度控制和表面顆粒，并最終影響到外延片生長的成品率。另外在外延片生長過程中，會有大量的襯底片因生長不出質量合格的外延片而報廢，因沒有專業的外延襯底片刻蝕設備，無法對這些不合格的外延片上的外延層化學沉積物進行有效地刻蝕，無法對該類襯底片進行重復利用，造成大量的成本浪費和損失。目前市場上還沒有對于MOCVD和外延片進行刻蝕、清潔的專用設備，目前業內使用的石墨盤清潔方法通常采用真空燒結爐進行長時間高溫烘烤的方式，存在單爐次烘烤的時間比較長(單爐次約14小時)、烘烤溫度太高(最高溫度約1400度)而影響石墨盤循環使用的壽命等問題，同時無法對工藝生長過程中產生的報廢外延襯底片進行刻蝕。另外該類設備體積比較大，在凈化車間內占用比較大的安裝和使用空間。該設備烘烤石墨盤的工作原理是使用高溫燒結的方式把氮化鎵殘留物物理性粉塵化，在運行后會產生大量的粉塵，同時會大量殘留在反應爐內，所以該類設備需要經常維護和清潔。因此，目前急需一種在MOCVD外延生長過程中使用在對石墨盤和襯底片進行加熱刻蝕化學反應的氯氣刻蝕烘烤設備中的反應罩。該反應罩為刻蝕反應提供一個反應空間，從而在充分清潔石墨盤表面和襯底片外延層的化學沉積物的同時，改善MOCVD的外延片的生長成品率和襯底片的重復利用率。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種使用在氯氣刻蝕烘烤設備中的反應罩，該反應罩為石墨盤和外延襯底片進行刻蝕反應提供反應空間，并且能夠克服如上所述的種種缺陷。本專利技術提供了一種用于氯氣刻蝕烘烤設備的反應罩，該反應罩由耐溫、隔熱并具有高透光性的材料整體制成，并且在其頂面設有用于容納溫度測量裝置的第一管和供氣體進入的第二管，第二管通入到設置在反應罩內的多層孔板結構，而第一管穿透多層孔板結構而通到反應罩內部，多層孔板結構至少包括分層排列的第一孔板和第二孔板，第一孔板上分布有構成第一圖案的多個孔，第二孔板上分布有構成第二圖案的多個孔。在一個較佳實施例中，耐溫隔熱材料可以為石英，并且第一管和第二管也可以由石英制成。在另一個較佳實施例中，多層孔板結構可以為雙層孔板結構，并且第一孔板和第二孔板是平行布置的。此時，反應罩的頂面和第一孔板之間的空間構成第一夾腔，第一孔板和第二孔板之間的空間構成第二夾腔。在又一個較佳實施例中，第一孔板上的第一圖案與第二孔板上的第二圖案可以是不同的，其中，第二圖案中的任何一個孔與第一圖案中的任何一個孔在垂直方向上可以是彼此錯開的。更佳的是，第二圖案中的任何一個孔可以設置成與第一圖案中的距離前述孔最近的四個孔的距離是相等的。此外，反應罩的各個轉角部可以由帶弧度的圓角部構成，以保證整個石英罩焊接后的整體有一定的強度。在一個較佳實施例中，反應罩可以具有六面體形狀，其頂面和各個側面制成一體，而底面由安裝在側面上的法蘭面構成。本專利技術的反應罩具有以下技術效果:為石墨盤和外延襯底片進行刻蝕反應提供一個反應空間，以保證氯氣刻蝕設備能為MOCVD提供可以重復利用的清潔石墨盤和刻蝕清潔的外延襯底片，改善MOCVD的外延片的生長成品率和襯底片的重復利用率。附圖說明為了進一步說明本專利技術的結構及其安裝過程，下面將結合附圖和具體實施方式對本專利技術進行詳細說明，其中:圖1為本專利技術的反應罩的立體圖。圖2為沿圖1中的箭頭2-2截取的反應罩的上半部分的剖視圖。圖3為沿圖1中的虛折線3-3截取的反應罩的上半部分的剖視圖具體實施例方式以下將結合附圖說明本專利技術的最佳實施例，其中相同的標號表示相同的部件。首先請參見圖1，該圖示出了一種使用在氯氣刻蝕烘烤設備中的反應罩。該反應罩由耐溫、隔熱并高透光性的材料整體焊接構成。例如，該反應罩被拼焊成五面(即，一個頂面和四個側面)封閉的整體部件。對于該耐溫、隔熱并具有高透光性的材料有如下要求:(1)由于該氯氣刻蝕烘烤設備需要使用紅外燈管加熱，致使反應罩內部的溫度較高，因此反應罩的制造材料既要保證石墨盤能夠充分吸熱，又要確保其與反應罩中的其它部件絕熱。(2)由于氯氣或氯化物氣體參與反應所生成的氣體具有高腐蝕性，因此反應罩的制造材料要具有耐腐蝕性。本專利技術的專利技術人在經過試驗之后，發現用石英制造反應罩是最為理想的。一方面，石英反應罩經過特定工藝處理后具有高透光性和一定的強度，能夠滿足氯氣刻蝕烘烤設備在刻蝕反應時高溫加熱的需要；另一方面，石英反應罩對于氯氣或氯化物氣體有良好的耐腐蝕性。 如圖1所示，石英反應罩I可呈中空柱體形狀。該石英反應罩I具有六面體形狀，其中頂面和四個側面通過諸如焊接等手段制成一體，而石英反應罩I的底面由安裝在四個側面上的法蘭面12構成。在六面體的各個轉角部可形成具有較大弧度的圓角部4，以保證和加強石英反應罩I的結構強度，并便于氣流通過。構成石英反應罩I的各個石英面板通過焊接或其它適當方式連接，而法蘭面12通過機加工完成后再與柱體底面焊接連接。在連接完畢之后，可以通過打磨、拋光和熱處理等手段保證石英反應罩I的透光性和通透性。在石英反應罩I的頂面7 (參見圖3)上豎直地設有第一和第二石英球頭管5、6，其中一根可供探測石英反應罩I內部溫度的溫度測量裝置(例如，熱電偶)插入之用，而另一根可供反應氣體和吹掃氣體進入之用。第一和第二石英球頭管5、6的具體結構將在下面結合圖2和3予以詳細說明。圖2和3示出了沿圖1中的箭頭2-2或折線2_3截取的石英反應罩I的上半部分。可以看到，在石英反應罩I的頂面7下方間隔一定距離處設有雙層孔板結構。具體來說，該雙層孔板結構由兩層平行設置且間隔一定距離的孔板8、9構成，S卩，上層孔板8和下層孔板9(或第一孔板8和第二孔板9)。石英反應罩I的頂面7和上層孔板8之間的空間構成第一夾腔10，而上層孔板8和下層孔板9之間的空間構成第二夾腔11。上層孔板8和下層孔板9均由石英構成，并且通過焊接等方式連接到石英反應罩I的內壁。在上層孔板8上分布有構成第一圖案的多個孔，而在下層孔板9上分布有構成第二圖案的多個孔。第一圖案和第二圖案可以是相同的，也可以是不同的。在本專利技術的一個較佳實施例中，分布在上層孔板8上的多個孔與分布在下層孔板9上的多個孔均是彼此錯開的。在本專利技術的一個最佳實施例中，分布在下層孔板9上的多個孔中的任意一個孔設置成與分布在上層孔板8上的多個孔中的距離前述的那個孔最近的四個孔的距離都是相等的，以使第一夾腔10和第二夾腔11中的氣體配流效果最佳。 供熱電偶插入之用的第一石英球頭管5從石英反應罩I的頂面7的中心位置連續穿透石英反應罩I的頂面7、上層孔板8和下層孔板9，并通入石英反應罩I內部。熱電偶可以通過該管到達石英反應罩I的內部中心，以便于測量罩體內部的溫度。供反應氣體和吹掃氣體進入之用的第二石英球頭管6僅穿透石英反應罩I的頂面7，而通入石英反應罩I的頂面7和上層孔板8之間的第一夾腔10。下面將簡單介紹本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于氯氣刻蝕烘烤設備的反應罩（1），其特征在于，所述反應罩（1）由耐溫、隔熱并具有高透光性的材料整體制成，并且在其頂面（7）設有用于容納溫度測量裝置的第一管（5）和供氣體進入的第二管（6），所述第二管（6）通入到設置在所述反應罩（1）內的多層孔板結構，而所述第一管（5）穿透所述多層孔板結構而通到所述反應罩內部，所述多層孔板結構至少包括分層排列的第一孔板（8）和第二孔板（9），所述第一孔板（8）上分布有構成第一圖案的多個孔，所述第二孔板（9）上分布有構成第二圖案的多個孔。

【技術特征摘要】
1.一種用于氯氣刻蝕烘烤設備的反應罩(1)，其特征在于，所述反應罩(I)由耐溫、隔熱并具有高透光性的材料整體制成，并且在其頂面(7)設有用于容納溫度測量裝置的第一管(5)和供氣體進入的第二管(6)，所述第二管(6)通入到設置在所述反應罩(I)內的多層孔板結構，而所述第一管(5)穿透所述多層孔板結構而通到所述反應罩內部，所述多層孔板結構至少包括分層排列的第一孔板(8)和第二孔板(9)，所述第一孔板(8)上分布有構成第一圖案的多個孔，所述第二孔板(9)上分布有構成第二圖案的多個孔。2.如權利要求1所述的反應罩(1)，其特征在于，所述耐溫隔熱材料為石英。3.如權利要求1所述 的反應罩(1)，其特征在于，所述第一管(5)和所述第二管(6)由石英制成。4.如權利要求1所述的反應罩(1)，其特征在于，所述多層孔板結構為雙層孔板結構。5.如權利要求4所述的反應罩(1)，其特征在于，所述第一孔板(8)和所述第二孔板(9)平行布置。6.如權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐小明，周永君，丁云鑫，
申請(專利權)人：杭州士蘭明芯科技有限公司，
類型：發明
國別省市：