[發明專利]CVD反應腔及CVD設備

有效

• 申請號: 201110249627.7
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102953046A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 張秀川;張建勇;董志清
• 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: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;C23C16/46
• 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

本發明涉及微電子領域，特別涉及一種化學氣相沉積CVD反應腔及具有該化學氣相沉積CVD反應腔的CVD設備。

背景技術

感應加熱由于具有加熱速度快、效率高、加熱溫度高等優點被用于CVD(化學氣相淀積)，尤其是需要加熱到高溫的CVD設備，如：MOCVD(金屬有機化合物化學氣相淀積)。對于工業化生產用的CVD設備而言，溫度均勻性能夠保證產品的質量，尤其是承載基片的托盤上溫度均勻性對于工藝性能具有很重要的作用，為了達到該溫度均勻性，目前，主要采用感應加熱方式對托盤進行加熱。然而由于感應電流的特性，使溫度均勻性受到限制，導致托盤表面溫度不能一致。

現有技術的缺點是，由于感應加熱的特性：即如果離線圈越近，磁力線越密，感應電流密度越大，被加熱到的溫度越高；反之，如果離線圈越遠，磁力線越疏，感應電流密度越小，被加熱到的溫度越低。因此托盤的被加熱溫度從邊緣到中心逐漸降低，從而導致托盤的加熱溫度不均勻，因此很難達到MOCVD外延生長的工藝要求。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一。

為此，本發明的目的在于提出使托盤表面溫度更加均衡、且結構簡單的化學氣相沉積CVD反應腔。

本發明的另一目的在于提出一種CVD設備。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出的化學氣相沉積CVD反應腔，包括：反應腔室；多個托盤，所述多個托盤位于所述反應腔室之內，且所述多個托盤呈間隔排列；設置在所述反應腔室外壁的第一加熱裝置；和設置在所述反應腔室之內的第二加熱裝置，所述第二加熱裝置的加熱功率小于所述第一加熱裝置的加熱功率。

根據本發明實施例的化學氣相沉積CVD反應腔，第一加熱裝置對反應腔內的托盤進行加熱，由于越接近托盤中心處加熱溫度越低，導致托盤表面具有較大的溫度差異性，本發明的實施例通過在托盤溫度相對較低處附近設置的第二加熱裝置降低托盤表面的溫度差異性，第一加熱裝置對托盤進行加熱，第二加熱裝置的加熱功率小于第一加熱裝置的加熱功率，因此，第二加熱裝置可對托盤表面溫度較低處進行溫度補償，以使托盤表面溫度均衡，達到MOCVD的工藝要求。

在本發明的一個實施例中，所述的CVD反應腔還包括：進氣裝置，所述進氣裝置位于所述反應腔室中心軸處，且所述進氣裝置具有多個第一排氣孔。

在本發明的一個實施例中，所述第一加熱裝置包括：設置在所述反應腔室外壁上的多個第一感應線圈。

在本發明的一個實施例中，所述第二加熱裝置包括：設置在所述進氣裝置和所述多個托盤之間的多個第二感應線圈。

在本發明的一個實施例中，所述的CVD反應腔還包括：磁場屏蔽部件，所述磁場屏蔽部件設置在所述第二感應線圈和所述進氣裝置之間，且所述磁場屏蔽部件具有多個第二排氣孔，所述多個第二排氣孔分別與所述多個第一排氣孔對應。

在本發明的一個實施例中，所述磁場屏蔽部件為筒狀，且所述磁場屏蔽部件套設在所述進氣裝置的外部。

在本發明的一個實施例中，如果所述第二感應線圈通入的交流電頻率小于500Hz，則所述磁場屏蔽部件為高導磁材料，如果所述第二感應線圈通入的交流電頻率大于或等于500Hz，則所述磁場屏蔽部件為高導電材料。

在本發明的一個實施例中，所述第二加熱裝置包括：設置在所述進氣裝置和所述多個托盤之間的多個加熱電阻。

本發明第二方面實施例提出的CVD設備，包括：CVD反應腔，所述CVD反應腔為上述實施例的CVD反應腔；第一加熱控制器，所述第一加熱控制器與所述第一加熱裝置相連，所述第一加熱控制器控制所述第一加熱裝置以第一加熱功率加熱；和第二加熱控制器，所述第二加熱控制器與所述第二加熱裝置相連，所述第二加熱控制器控制所述第二加熱裝置以第二加熱功率加熱，其中，所述第一加熱功率大于所述第二加熱功率。

根據本發明實施例的CVD設備，第一加熱控制器控制第一加熱裝置以第一加熱功率對托盤進行加熱，第二加熱控制器控制第二加熱裝置以第二加熱功率對托盤進行加熱，由于第一加熱功率大于第二加熱功率，因此第一加熱裝置對托盤加熱到符合MOCVD工藝所需溫度，但是托盤離第一加熱裝置越遠的部位其溫度越低(托盤中心孔)，通過設置在托盤溫度較低處(托盤中心孔)的第二加熱裝置對溫度較低處進行加熱補償，使托盤表面的溫度相對均勻，符合MOCVD工藝所需溫度。另外，本發明的CVD設備設計簡單，易于實現。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明