[實用新型]氣體噴淋結構

有效

• 申請號: 201220222250.6
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN202595270U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 姜勇
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳世華;馮志云

技術領域

本實用新型涉及化學氣相沉積(Chemical?Vapor?Deposition，簡稱CVD)裝置，更具體地說，涉及一種用于化學氣相沉積裝置中的氣體噴淋結構。

背景技術

化學氣相沉積是制備半導體薄膜器件的一種關鍵工藝，包括各種微電子器件、薄膜光伏電池、發光二極管，都離不開金屬有機化合物化學氣相沉積(Metal-organic?Chemical?Vapor?Deposition，簡稱MOCVD)工藝。MOCVD的基本生長過程是，將反應氣體從氣源引入反應腔室，利用以加熱器加熱的襯底引發化學反應，從而在基片上生成單晶或多晶薄膜。在MOCVD過程中，薄膜生長所需要的反應物依靠氣體運輸(流動和擴散)到達生長表面，在運輸過程的同時還發生著化學反應，最終生長粒子通過吸附和表面反應，結合進薄膜晶格。

氣體噴淋頭用于將不同的反應氣體(比如第一反應氣體和第二反應氣體)送入反應腔室，貼合于其下方的水冷隔熱板用于隔絕加熱器產生的熱量、抑制氣體流道因溫度差異引起的熱形變。

如圖1所示，現有技術中，氣體噴淋頭10和冷卻隔熱板20成相互獨立型結構設計。氣體噴淋頭10包括第二氣體腔102、至少一個第一氣體流道11以及至少一個第二氣體流道12，氣體噴淋頭10上方設有第一氣體腔(附圖未示出)；其中，第二氣體腔102用于將第二反應氣體以與第一反應氣體不同的流道注入反應腔室；第一氣體流道11包括上下對接的兩個部分，即第一通道部111和第三通道部112，第一通道部111貫通氣體噴淋頭10，第三通道部112貫通冷卻隔熱板20設置；第二氣體流道12，與第一氣體流道111平行并互相間隔開，包括上下對接的兩個部分，即第二通道部121和第四通道部122，第二通道部121自第二氣體腔102向下貫通氣體噴淋頭10，第四通道部122貫通冷卻隔熱板20設置；其中，第三通道部和第四通道部為冷卻隔熱板20上的配套通孔，冷卻隔熱板20上還包括冷卻液通道203，用于注入冷卻液以抑制第一、第二氣體流道11、12因溫度引起的形變。

通常，首先，由于機械加工存在精度上的誤差，氣體噴淋頭10下表面和水冷隔熱板20上表面不可能完美貼合；其次，當加熱器工作時，冷卻隔熱板20上下表面存在溫差，容易產生翹曲變形。由于上述因素，氣體噴淋頭10和冷卻隔熱板20之間的貼合面30處產生了縫隙40，導致不同的反應氣體，在尚未進入反應腔室前，在這些縫隙40處就發生混合，進而發生化學反應生成固體顆粒，造成在氣體噴淋頭10和反應腔室側壁上的沉積；一方面，這會影響化學氣相沉積的效果，另一方面，需要經常對氣體噴淋頭和反應腔室進行清洗，需要占用生產時間并帶來額外的開銷。

在化學氣相沉積工藝中，引入一種可以避免反應氣體在進入反應腔室前在氣體噴淋頭和水冷隔熱板縫隙處發生化學反應的氣體噴淋結構，是目前該領域研發的一個焦點目標。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于化學氣相沉積工藝的、可以避免反應氣體在進入反應腔室前混合并發生化學反應的氣體噴淋結構。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：

本實用新型第一方面提供了一種氣體噴淋結構，用于向反應腔室導入反應氣體以引起化學氣相沉積反應，包括：氣體噴淋頭10、第一氣體腔和第二氣體腔102，以及冷卻隔熱板20，貼合于氣體噴淋頭10下方，包括冷卻液流道203，用于向該冷卻液流道203注入冷卻液以抑制氣體噴淋結構因溫差產生的熱形變；至少一個第一氣體流道11，自第一氣體腔向下貫通至反應腔室，用于將來自于第一氣體腔的第一反應氣體導入反應腔室，其包括上下對接的第一通道部111和第三通道部112；至少一個第二氣體流道12，自第二氣體腔向下貫通至反應腔室，與第一氣體流道11平行并分開設置，用于將來自于第二氣體腔的第二反應氣體導入反應腔室，其包括上下對接的第二通道部121和第四通道部122；其中，第一通道部111和第三通道部112對接的接口以及第二通道部121和第四通道部122對接的接口偏離氣體噴淋頭10和冷卻隔熱板20的貼合面30。

優選地，第一、第二通道部111、121均為氣體管道，第一、第二通道部111、121向下越過氣體噴淋頭10和冷卻隔熱板20的貼合面30，分別嵌入相應的第三、第四通道部112、122。

優選地，第一、第二通道部111、121嵌入第三、第四通道部112、122的深度大于等于第三、第四通道部112、122深度的2/3。

優選地，第三、第四通道部112、122的截面直徑分別超出第一、第二通道部111、121的截面直徑，其超出的范圍為0.5-1mm。