一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，包括：一筒體；一水冷勻氣板，該水冷勻氣板制作在筒體內(nèi)；一上蓋板，該上蓋板固定在筒體上，該上蓋板與水冷勻氣板之間形成一進(jìn)氣腔室；一氣體隔離裝置，該氣體隔離裝置固定在上蓋板上，該氣體隔離裝置是將進(jìn)氣腔室隔離成至少兩個進(jìn)氣腔室或使之連通。本發(fā)明專利技術(shù)可實現(xiàn)MOCVD反應(yīng)室進(jìn)氣方式的多樣性和靈活性，提高組份混合均勻性并可以避免嚴(yán)重的預(yù)反應(yīng)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及用于制備II1-V族化合物半導(dǎo)體的裝置，特別涉及到用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置。
技術(shù)介紹
金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備簡稱MOCVD設(shè)備,是外延制備化合物半導(dǎo)體材料的設(shè)備，由于其外延晶體質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、界面陡峭，被廣泛用于制備光電子、微電子材料生產(chǎn)，尤其在LED產(chǎn)業(yè)應(yīng)用最多。MOCVD反應(yīng)室的勻氣混氣裝置是設(shè)備的核心設(shè)計技術(shù)，不同種類氣體從反應(yīng)室進(jìn)氣頂盤進(jìn)入反應(yīng)室，在襯底表面反應(yīng)沉積，形成外延層，反應(yīng)氣體的濃度均勻性和反應(yīng)生成雜質(zhì)程度決定了材料的組份均勻性和晶體質(zhì)量，既要充分混合又要避免嚴(yán)重預(yù)反應(yīng)，因此混合均勻和預(yù)反應(yīng)是一對矛盾。反應(yīng)氣體提前混合均勻則容易實現(xiàn)濃度均勻的反應(yīng)氣氛，實現(xiàn)材料的組份均勻性，同時提前混合將增大預(yù)反應(yīng)，容易產(chǎn)生雜質(zhì)和源的浪費。目前應(yīng)用的MOCVD設(shè)備不同反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)之前均是采用隔離方式，為了達(dá)到混合均勻性，勻氣孔或狹縫排布密集，工藝復(fù)雜。在材料外延制備中，有些工藝反應(yīng)物氣體可以預(yù)混合后進(jìn)入反應(yīng)室參加反應(yīng)，有些工藝則需要氣體完全隔離進(jìn)入反應(yīng)室。基于此本專利技術(shù)提供了一種反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，可以實現(xiàn)預(yù)混合后進(jìn)入反應(yīng)室和隔離進(jìn)入反應(yīng)室這兩種進(jìn)氣方式之間隨時靈活切換。對于需要充分預(yù)混合而預(yù)反應(yīng)不嚴(yán)重的氣體和工藝可以切換到充分預(yù)混合方式生長，提高組份均勻性，對于預(yù)反應(yīng)嚴(yán)重需要完全隔離的氣體和工藝要求，可以切換到隔離方式生長，提高了設(shè)備的靈活性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提供一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，其可實現(xiàn)MOCVD反應(yīng)室進(jìn)氣方式的多樣性和靈活性，提高組份混合均勻性并可以避免嚴(yán)重的預(yù)反應(yīng)。 本專利技術(shù)一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，包括:一筒體；一水冷勻氣板，該水冷勻氣板制作在筒體內(nèi)；—上蓋板，該上蓋板固定在筒體上，該上蓋板與水冷勻氣板之間形成一進(jìn)氣腔室;一氣體隔離裝置，該氣體隔離裝置固定在上蓋板上，該氣體隔離裝置是將進(jìn)氣腔室隔離成至少兩個進(jìn)氣腔室或使之連通。其中該上蓋板上開有至少兩個進(jìn)氣口。其中該氣體隔離裝置包括一可活動的氣體隔離板和與氣體隔離板相連接的升降氣缸，該升降氣缸控制氣體隔離板的升降，以控制氣體在進(jìn)氣腔室中混合與隔離。本專利技術(shù)的有益效果是:本專利技術(shù)實現(xiàn)充分混合后進(jìn)入反應(yīng)室和隔離避免預(yù)反應(yīng)進(jìn)入反應(yīng)室這兩種進(jìn)氣方式之間切換，提高設(shè)備進(jìn)氣方式的靈活性和多功能性。本專利技術(shù)采用升降氣缸控制隔離板實現(xiàn)隔離進(jìn)氣方式和混合進(jìn)氣方式之間的靈活切換，制作簡單，自動控制方便，可以在工藝配方軟件中自動靈活控制。本專利技術(shù)采用隔離進(jìn)氣方式進(jìn)氣時做到了完全隔離，避免提前發(fā)生預(yù)反應(yīng)；采用混合進(jìn)氣方式進(jìn)氣時做到了充分混合，保證組份的充分均勻性。以下結(jié)合附圖及實施例的詳細(xì)描述，將會更好地理解本專利技術(shù)的內(nèi)容和特點，其中:附圖說明圖1是本專利技術(shù)的一個具體實施例，帶有氣體隔離裝置05的反應(yīng)室剖面結(jié)構(gòu)示意圖，其中氣體隔離板051處于高位狀態(tài)。圖2是圖1中氣體隔離板051處于低位狀態(tài)的示意圖?！ぞ唧w實施例方式下面結(jié)合實施例并對照附圖對本專利技術(shù)作進(jìn)一步的說明。圖1、圖2是本專利技術(shù)的一個具體實施例的示意圖，應(yīng)理解，本公開的附圖重點示出根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施方式的構(gòu)成特征，這些附圖并不意在示出設(shè)備中的每一個單個部件。請參閱圖1、圖2所示，本專利技術(shù)提供一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，包括:一筒體01，作為反應(yīng)室頂盤的側(cè)壁；一水冷勻氣板02，該水冷勻氣板02制作在筒體01內(nèi)；一上蓋板03，該上蓋板03固定在筒體01上，該上蓋板03與水冷勻氣板02和筒體01之間形成一進(jìn)氣腔室04，該上蓋板03上開有至少兩個進(jìn)氣口，包括第一種氣體進(jìn)氣口 031和第二種氣體進(jìn)氣口 032 氣體隔離裝置05，該氣體隔離裝置05固定在上蓋板03上，該氣體隔離裝置05包括一可活動的氣體隔離板051和與氣體隔離板051相連接的升降氣缸052，該升降氣缸052控制氣體隔離板051的升降，通過升降該氣體隔離板051，實現(xiàn)進(jìn)氣腔室04的連通或者隔離成至少兩個進(jìn)氣腔室，以控制氣體混合與隔離。圖1中通過氣體隔離裝置05中的升降氣缸052將氣體隔離板051升起來，氣體隔離板051處于高位狀態(tài),這時反應(yīng)室上蓋板03、作為反應(yīng)室頂盤側(cè)壁的筒體01、水冷勻氣板02構(gòu)成的空間形成反應(yīng)室進(jìn)氣腔室04。由于沒有隔離，從第一種氣體進(jìn)氣口 031和第二種氣體進(jìn)氣口 032進(jìn)入進(jìn)氣腔室04的氣體將發(fā)生混合，然后通過水冷勻氣板02中的多個細(xì)管(也可以做成狹縫)均勻噴射入反應(yīng)室內(nèi)。由于反應(yīng)氣體在進(jìn)氣腔室內(nèi)已經(jīng)預(yù)混合，因此向反應(yīng)室內(nèi)噴射的各種組份氣體是混合均勻的反應(yīng)氣體，達(dá)到非常好的組份均勻性，這種方式將提高源材料的利用率和材料生長的均勻性。圖2中通過氣體隔離裝置05中的升降氣缸052將氣體隔離板051降下來，氣體隔離板051處于低位狀態(tài),這時反應(yīng)室上蓋板03、作為反應(yīng)室頂盤側(cè)壁的筒體01、水冷勻氣板02和氣體隔離板051構(gòu)成的空間形成兩個相互隔離的進(jìn)氣腔室，即由于氣體隔離板051降下，圖1中的進(jìn)氣腔室04 —分為二，進(jìn)氣腔室041和進(jìn)氣腔室042。氣體隔離板051與水冷勻氣板的接觸面密封嚴(yán)密，同時與反應(yīng)室頂盤外部隔離，避免漏氣。不同種類的氣體分別從第一種氣體進(jìn)氣口 031和第二種氣體進(jìn)氣口 032進(jìn)入到進(jìn)氣腔體041和進(jìn)氣腔體042，通過水冷勻氣板02中的多個細(xì)管均勻噴射入反應(yīng)室內(nèi)。這種狀態(tài)下、由于氣體隔離板051的隔離作用，不同種類的氣體進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)才開始混合，這種情況適合于生長預(yù)反應(yīng)較強烈如AlGaN材料、CP2Mg源與NH3等反應(yīng)氣體進(jìn)氣，或者需要類原子層外延生長的方式，這種結(jié)構(gòu)將大大減少預(yù)反應(yīng)，對于生長出的材料也將提高晶體質(zhì)量。本專利技術(shù)實施例采用升降氣缸控制隔離板實現(xiàn)隔離進(jìn)氣方式和混合進(jìn)氣方式之間的靈活切換，制造簡單，控制方便，總之本專利技術(shù)的工作過程如下:不同種類的氣體分別從第一種氣體進(jìn)氣口 031和第二種氣體進(jìn)氣口 032進(jìn)入到進(jìn)氣腔體04中，當(dāng)工藝上需要兩種氣體預(yù)混合時，氣體隔離裝置05中的升降氣缸052將氣體隔離板051升起，進(jìn)氣腔體04是一連通空間，氣體將混合后通過水冷勻氣板02中的多個細(xì)管噴射入反應(yīng)室內(nèi)。當(dāng)工藝上需要兩種氣體在進(jìn)入反應(yīng)室之前隔離時，氣體隔離裝置05中的升降氣缸052將氣體隔離板051降下，進(jìn)氣腔體04隔離成為兩個獨立空間，兩種氣體相互隔離通過水冷勻氣板02中的多個細(xì)管噴射入反應(yīng)室內(nèi)。需要說明的是，雖然本實施例只給出了兩種氣體進(jìn)氣口和一個氣體隔離板，但是本專利技術(shù)也適用于有多于兩種氣體進(jìn)氣和多個隔離板的情況，多個隔離板可以將進(jìn)氣腔室分割成多個區(qū)域，不同隔離板可以同時升降，也可以組合升降，實現(xiàn)不同區(qū)域可以隔離進(jìn)氣也可以混合進(jìn)氣，多區(qū)域的隔離與混合的靈活切換。另外對于升降氣缸升起，隔離板處于高位時，為了增加不同氣體混合均勻程度，可以采用隔離板兩側(cè)的氣體管路打孔，通過一定角度相互噴射等方法達(dá)到提高混合均勻性的目的。以上所述的具體實施例，對本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本專利技術(shù)的具體實施例而已，并不用于限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利技術(shù)的保護(hù)范 圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，包括：一筒體；一水冷勻氣板，該水冷勻氣板制作在筒體內(nèi)；一上蓋板，該上蓋板固定在筒體上，該上蓋板與水冷勻氣板之間形成一進(jìn)氣腔室；一氣體隔離裝置，該氣體隔離裝置固定在上蓋板上，該氣體隔離裝置是將進(jìn)氣腔室隔離成至少兩個進(jìn)氣腔室或使之連通。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)室進(jìn)氣裝置，包括: 一筒體； 一水冷勻氣板，該水冷勻氣板制作在筒體內(nèi)； 一上蓋板，該上蓋板固定在筒體上，該上蓋板與水冷勻氣板之間形成一進(jìn)氣腔室； 一氣體隔離裝置，該氣體隔離裝置固定在上蓋板上，該氣體隔離裝置是將進(jìn)氣腔室隔離成至少兩個進(jìn)氣腔室或使之連通。2....
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：冉軍學(xué)，胡強，胡國新，梁勇，熊衍凱，王軍喜，曾一平，李晉閩，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。