[發明專利]具有多個子反應器結構的金屬有機化學氣相沉積設備

無效

• 申請號: 201210465904.2
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN103820770A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 劉祥林
• 申請（專利權）人: 劉祥林
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1技術領域

本發明涉及半導體設備制造技術領域，特別是金屬有機物氣相沉積設備制造技術領域。?

2.技術背景

金屬有機物化學氣相沉積(Metal?Organic?Chemical?Vapor?Deposition，簡稱MOCVD)方法，也稱為金屬有機物氣相外延(Organic?Metal?Vapor?Phase?Epitaxy，簡稱OMVPE)方法，是上世紀70年代發展起來的先進的外延方法。由于其可用于大面積薄膜的生長，應用材料范圍廣，因此被廣泛的應用于半導體薄膜材料和器件的生長和研究中。由于MOCVD設備的生長質量和生長速度適于進行大規模生產，尤其是III-N族化合物材料的生產，具有壟斷地位。?

隨著MOCVD技術的發展和對發光二極管等半導體器件需求的增加，生產型MOCVD設備具有了越來越大的單次產量。增加MOCVD的批產量可以減小單片或者單器件的生長成本。美國的Vecco公司的采用TurboDisk技術的MOCVD設備可以一次生產多片2英寸的GaN基器件。德國的Aixtron公司的Plant-DiskRotation技術和Close?Coupled?Shower-head技術的MOCVD設備可以一次生產42片2″的GaN基器件。?

但這兩個公司的反應室都是一個大反應器，上面有多個襯底。反應室越大，越容易產生氣體渦流，而且很難確保所有襯底溫度一樣。隨著MOCVD設備的擴大，相應的流場和溫度場的控制難度增加，材料生長的質量和一致性更加難以控制。而且隨著MOCVD設備的增大，反應室金屬機械結構和加熱器等部件的體積增大和故障增多，使MOCVD設備的使用壽命減少。?

3發明內容

本發明的目的在于，針對現有的生產型MOCVD設備制造技術的不足和高批產量MOCVD設備需求，本專利提出了一種具有多個子反應器結構的MOCVD設備，該設備加工簡單，而且標準化很高。所生長的外延片均勻性很好，?

本發明的具有多個子反應器的MOCVD設備包括共用氣路101、共用真空系統170、多個子反應器161和每個子反應器對應的分氣裝置111、勻氣罩121、襯底托盤131、加熱器141、襯底旋轉機構151等部件等。?

其特征在于每個反應室160包含至少兩個相同的子反應器，通過分氣裝置111與共用氣路101連接，利用分氣裝置從共用氣路中得到生長氣體。由分氣裝置控制通入各子反應器的氣體流量，使各個子反應器的反應氣體和載氣流量相同；每個子反應器具有相同的加熱器141、襯底旋轉機構151等以獲得同樣的外延生長條件；每個反應室的多個子反應器放入一共用真空系統中，具有共用的壓強控制系統170和尾氣處理裝置(未畫出)。?

反應室中的每個反應器具有相同的結構，可以是立式反應器，也可以是水平反應器，但每個子反應室的結構保持一致。通過增加反應器的個數來增大多反應器MOCVD設備的規模，提高單次外延的產量。反應室中的所有子反應器中有相同的加熱器，通過單獨控制得到相同的溫場，通過共用的壓力控制系統可以得到相同的生長壓力。?

本發明所述的多反應器MOCVD設備的多個子反應器可以同時進行外延，也可以分別進行外延。?

下面通過實施例極其附圖作進一步描述?

附圖說明：

圖1：具有一個反應室和四個立式子反應器的MOCVD設備示意圖。?

圖2：是具有一個反應室和兩個水平子反應器的MOCVD設備示意圖。?

圖3：是具有兩個反應室，每個反應室中有兩個水平子反應器的MOCVD設備示意圖。?

圖4：是具有兩個反應室，每個反應室中有四個立式子反應器的MOCVD設備示意圖。?

具體實施方式

實施方式一：單反應室，多立式子反應器。?

圖1中101為共用氣路，111為分氣裝置，從氣路中得到MOCVD外延所需要的各種氣氛，控制各中氣體的流量。121為子反應器勻氣罩，控制子反應器中的氣流狀態。131為襯底托盤，由旋轉軸151帶動進行轉動。141為加熱器，控制MOCVD反應溫度。160為反應室，壓強控制系統從170接入反應室，從而控制整個反應室的壓強。在反應室中可以看到4個完全相同的立式子反應器，通過對流場、溫場和各種反應氣體的流量的控制得到一致的外延薄膜或器件結構。?