[發明專利]金屬有機化學氣相沉積設備及其腔室組件

有效

• 申請號: 201010599492.2
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102560431A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 徐亞偉
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/458;C23C16/44
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及微電子技術領域，特別涉及一種金屬有機化學氣相沉積設備及其腔室組件。

背景技術

MOCVD(Metal?Organic?Chemical?Vapor?Deposition，金屬有機化學氣相沉積)是生長III-V族、II-VI族化合物及合金的薄層單晶的主要技術，它具有對組分層厚界面能夠精確控制、較低的維護費用、規?；墓I生產等優點，因此逐步成為砷化鎵、磷化銦、氮化鎵等光電子材料的主要量產技術。

MOCVD設備一般包括反應腔室、氣體輸運系統、尾氣處理系統、控制系統、基片傳輸系統等。其中，決定設備良率、產能和運行成本最關鍵的是反應腔系統。如圖1所示，為現有技術的反應腔結構示意圖。該反應腔采用中央噴嘴分割水平進氣，通過進氣孔1100a和1100b分別通入反應氣體，并通過排氣口1200將反應氣體從反應腔中排出。行星托盤1600沿圓周均勻排布在主旋轉托盤1500上。在工藝過程中，主旋轉托盤1500旋轉的同時行星托盤1600在氣體浮力推動下慢速轉動，從而帶動行星托盤1600之上的晶片1400轉動。如圖2所示，為現有技術中主旋轉托盤和行星托盤的示意圖。該反應腔通過中央噴嘴分割水平進氣有效提升了傳統水平式反應腔的有效工藝空間，從而提高了設備產能，同時利用主旋轉托盤1500和行星托盤1600的行星式旋轉有效提升了均勻性。

然而，一方面，由于用于承載晶片的托盤通常采用石墨表面噴涂SiC涂層加工制成，因此托盤越大噴涂工藝難度越大，從而導致托盤的成本越高；另一方面，托盤尺寸的不斷增大也會影響外延工藝的均勻性和穩定性。因此，單純依靠增大托盤的尺寸來提高產能已經變得越來越難以實現。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種金屬有機化學氣相沉積設備及其腔室組件。

本發明一方面提出了一種腔室組件，包括：腔室本體，所述腔室本體包括反應腔室，且所述腔室本體還包括用于向所述反應腔室供氣的進氣通道和用于從所述反應腔室排出氣體的排氣通道；和設置于所述反應腔室內的第一托盤和第二托盤，且所述第一托盤的晶片承載面與所述第二托盤的晶片承載面相對。

在本發明的一個實施例中，還包括：第一轉軸，所述第一轉軸與所述第一托盤相連用于旋轉所述第一托盤；和第二轉軸，所述第二轉軸與所述第二托盤相連用于旋轉所述第二托盤。

在本發明的一個實施例中，還包括：第一加熱部件，所述第一加熱部件用于加熱所述第一托盤；和第二加熱部件，所述第二加熱部件用于加熱所述第二托盤。

在本發明的一個實施例中，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為電阻加熱元件，其中所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面接觸，且所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面接觸。

在本發明的一個實施例中，所述第一加熱部件和所述第二加熱部件為感應加熱線圈，且所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面之間以及所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面之間分別具有預定間隔，其中，在所述第一加熱部件與所述第一托盤的上表面之間以及在所述第二加熱部件與所述第二托盤的下表面之間分別設有隔離件。

在本發明的一個實施例中，所述隔離件包括石英或陶瓷。

在本發明的一個實施例中，還包括：第三轉軸，所述第一托盤和第二托盤分別套接在所述第三轉軸之上，所述第三轉軸用于旋轉所述第一托盤和第二托盤。

在本發明的一個實施例中，還包括：第三加熱部件，所述第三加熱部件均勻地分布在所述反應腔室的內周壁上，用于加熱所述第一托盤和第二托盤。

在本發明的一個實施例中，所述第二轉軸具有軸向通孔，所述進氣通道穿過所述軸向通孔及所述第二托盤并延伸至所述第一托盤和第二托盤之間以向所述反應腔室供氣。

在本發明的一個實施例中，還包括：進氣分配部件，所述進氣分配部件包括分配管和多個分配盤，所述分配管的下端敞開且穿過所述第二托盤的中心孔配合在所述第二轉軸的軸向通孔內，所述分配管的上端封閉且伸到所述第一托盤和所述第二托盤之間的空間內，所述多個分配盤分別設置于所述分配管的上端且沿豎直方向彼此間隔開，其中在相鄰分配盤之間的所述分配管的壁上設有分配孔。

在本發明的一個實施例中，所述排氣通道包括：沿所述反應腔的周向間隔形成在所述反應腔內壁上的多個排氣孔；形成在所述反應腔內壁和反應腔外壁之間的排氣通路，所述排氣通路具有通向所述反應腔室外面的排氣口，其中，每個排氣孔的內端與所述反應腔室連通且每個排氣孔的外端與所述排氣通路連通。