[實(shí)用新型]一種用于MOCVD的基片加熱爐

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020175315.7
• 申請(qǐng)日: 2010-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201670873U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳向方;李春成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州索樂(lè)機(jī)電設(shè)備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C16/18
• 分類(lèi)號(hào): C23C16/18;C23C16/46
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)加工用電熱爐，尤其涉及一種用于金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積制備半導(dǎo)體芯片或其它集成電路的基片加熱爐。

背景技術(shù)

MOCVD是金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積(Metal-organic?Chemieal?VaporDePosition)的英文縮寫(xiě)。MOCVD是在氣相外延生長(zhǎng)(VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型氣相外延生長(zhǎng)技術(shù)。它以III族、II族元素的有機(jī)化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長(zhǎng)源材料，以熱分解反應(yīng)方式在襯底上進(jìn)行氣相外延，生長(zhǎng)各種III-V族、II-VI族化合物半導(dǎo)體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系統(tǒng)中的晶體生長(zhǎng)都是在常壓或低壓(10-100Torr)下通H₂的冷壁石英(不銹鋼)反應(yīng)室中進(jìn)行，襯底溫度為500-1200℃，用射頻感應(yīng)加熱石墨基座(襯底基片在石墨基座上方)，H₂通過(guò)溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機(jī)物到生長(zhǎng)區(qū)。

該MOCVD系統(tǒng)必不可少的組成部分包括源供給系統(tǒng)、氣體運(yùn)輸系統(tǒng)、反應(yīng)室和加熱系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)和安全保護(hù)及報(bào)警系統(tǒng)。其中加熱系統(tǒng)部分，傳統(tǒng)加熱爐加熱升溫較慢、加熱溫度的均勻性較難保證，在高溫條件下運(yùn)行往往有問(wèn)題而不易長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。這主要是由于加熱爐的電阻加熱材料選擇及布局不合理、爐子的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及分區(qū)控制等多方面存在問(wèn)題造成的。因此，為適應(yīng)MOCVD外延生長(zhǎng)單晶薄膜的要求，改進(jìn)加熱系統(tǒng)勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提出一種用于MOCVD的基片加熱爐，為MOCVD工藝提供一種加熱均勻、升溫速度快、熱容量小、降溫快的加熱系統(tǒng)理想環(huán)境。

本實(shí)用新型的目的，將通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一種用于MOCVD的基片加熱爐，包括爐體、加熱電阻絲和電極，其特征在于：所述爐體為圓柱狀結(jié)構(gòu)，架設(shè)于耐高溫的絕緣隔板之上，爐體內(nèi)穿設(shè)有一組以上加熱電阻絲，且所述爐體的環(huán)狀外壁設(shè)有熱屏蔽層，絕緣隔板下側(cè)設(shè)有用于外接電源的電極。

進(jìn)一步地，上述一種用于MOCVD的基片加熱爐，其中該多組加熱電阻絲沿爐體圓面呈環(huán)形均勻分布。

更進(jìn)一步地，上述同一爐體圓面上穿設(shè)有四組加熱電阻絲，其中一組加熱電阻絲間隔穿設(shè)圍繞在爐體圓面最外圈，另三組加熱電阻絲呈直徑遞減狀環(huán)環(huán)相套于爐體圓面中心；或其中三組加熱電熱絲分別呈120°角度分布排列，中間為另一組電熱絲反復(fù)彎繞形成的復(fù)數(shù)個(gè)“C”形套圈。

進(jìn)一步地，上述一種用于MOCVD的基片加熱爐，其中該多組加熱電阻絲沿爐體圓面呈環(huán)形均勻分布的同時(shí)，沿爐體軸向立體分布，并且該立體分布還可以是立體錯(cuò)位分布。

進(jìn)一步地，上述一種用于MOCVD的基片加熱爐，其中該熱屏蔽層為由耐高溫金屬板及耐高溫絕緣材料相疊構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型加熱爐得以應(yīng)用實(shí)施后，其突出效果為：

本實(shí)用新型的電熱爐結(jié)構(gòu)，一方面提高了電熱爐的功率密度和真空常壓下的最大加熱溫度；采用多組加熱電阻絲的布局，可以更細(xì)致地調(diào)節(jié)溫度分布，達(dá)到加熱均勻的目的；并且采用金屬薄板和絕緣材料間隔形成熱屏蔽層，降低了爐體圓面邊緣的溫度梯度，使加熱爐形成恒溫區(qū)，并在斷電后迅速降溫。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型加熱爐的軸剖結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型加熱爐電阻絲安裝的一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳述，以使本實(shí)用新型技術(shù)方案更易于理解、掌握。

如圖1所示，是本實(shí)用新型加熱爐的軸剖結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中所示可以清楚地看出：該用于MOCVD的基片加熱爐，電阻加熱材料、爐體2、熱屏蔽層3、絕緣隔板4、電極5等部件構(gòu)成，其中該電阻加熱材料主要為加熱電阻絲1，該爐體2呈圓柱狀，架設(shè)于耐高溫的絕緣隔板4之上，爐體2的每個(gè)圓面內(nèi)穿設(shè)有一組以上加熱電阻絲1，該設(shè)有加熱電阻絲1的爐體圓面可以為單層分布結(jié)構(gòu)，也可以是沿爐體軸向多層分布的立體結(jié)構(gòu)，而且更可以是多層錯(cuò)位分布的立體結(jié)構(gòu)。

此外，該爐體2的環(huán)狀外壁設(shè)有熱屏蔽層3，該熱屏蔽層3為由耐高溫金屬板及耐高溫絕緣材料相疊構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，且上下無(wú)蓋，有利于快速升降溫。且該絕緣隔板4下側(cè)設(shè)有用于外接電源的電極5或其引出電極6，電極固定在絕緣材料上，固定方式是通過(guò)絕緣固定套連接。

以上只是本實(shí)用新型用于MOCVD的基片加熱爐的基本結(jié)構(gòu)，其還可具有進(jìn)一步的優(yōu)化方案：

如圖2和圖3所示，是本實(shí)用新型加熱爐在任一爐體圓面上加熱電阻絲的分布結(jié)構(gòu)示意圖。雖然兩種實(shí)施方式均為在同一爐體圓面上穿設(shè)四組加熱電阻絲。但是分布方式的差異具體來(lái)看：前者是其中一組加熱電阻絲間隔穿設(shè)圍繞在爐體圓面最外圈，另三組加熱電阻絲呈直徑遞減狀環(huán)環(huán)相套于爐體圓面中心；而后者是其中三組加熱電熱絲分別呈120°角度分布排列，中間為另一組電熱絲反復(fù)彎繞形成的復(fù)數(shù)個(gè)“C”形套圈。無(wú)論采用哪一種分布結(jié)構(gòu)，均等同得到使得爐體圓面上呈環(huán)形均勻分布電阻加熱絲的效果。