[發明專利]反應腔室及外延生長設備

有效

• 申請號: 201310256108.2
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN104250849B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 張慧
• 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: C30B25/08
• 分類號: C30B25/08;C30B25/10;C30B25/12
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 彭瑞欣,張天舒

技術領域

本發明涉及微電子加工技術領域，具體地，涉及反應腔室及外延生長設備。

背景技術

金屬有機化合物化學氣相沉積（Metal?Organic?Chemical?Vapor?Deposition，以下簡稱MOCVD）設備可以將Ⅱ或Ⅲ族金屬有機化合物與Ⅳ或Ⅴ族元素的氫化物相混合后通入反應腔室，混合后的氣體在加熱的襯底表面發生熱分解反應，并在襯底表面外延生長形成薄膜。

圖1為現有的MOCVD設備的結構示意圖，該MOCVD設備包括反應腔室10，在反應腔室10內沿豎直方向間隔設置有多層石墨托盤11，用以承載被加工工件，并且被加工工件在每層托盤11上的排列方式為：沿托盤11的周向均勻排列在其邊緣區域，如圖2所示；而且，在反應腔室10的外周壁上環繞有感應線圈，其與交流電源連接，用以采用感應加熱的方式加熱托盤11，從而間接加熱被加工工件。

在使用感應線圈加熱被加工工件的過程中，由于感應加熱的集膚效應，交變磁場的在豎直方向上的分布如圖3所示，交變磁場的分布密度在各層托盤11的徑向方向上由中心到邊緣逐漸增大，導致托盤11感應出的渦電流在托盤11的徑向上的分布密度不均勻，這使得托盤11在其徑向上的溫度不均勻，從而導致每個被加工工件在其徑向上的溫度也不均勻，進而降低了工藝的均勻性。

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，提出了一種反應腔室及外延生長設備，其可以對被加工工件的低溫區域進行補償，從而使被加工工件各個區域具有均勻的溫度，提高工藝過程中的均勻性。

為實現本發明的目的而提供一種反應腔室，其包括托盤及感應線圈，所述托盤采用磁導體材料制作，且設置在所述反應腔室內，并且在所述托盤上設置有多個沿其周向排列的承載位，用以承載被加工工件；所述感應線圈環繞在所述反應腔室的側壁上，用以采用感應加熱的方式加熱所述托盤，在所述托盤的上方設置有反射部件，所述反射部件用于將由所述托盤輻射至所述反射部件上的熱量，朝向置于該托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射，以補償所述被加工工件的低溫區域與高溫區域之間的溫度差；所述被加工工件的低溫區域和高溫區域，為由所述托盤的中心朝向邊緣的方向預定劃分的兩個區域。

其中，所述托盤的數量為一個或多個，所述多個托盤沿豎直方向間隔設置。

其中，所述托盤的數量為多個，并且所述反射部件為在所述托盤下表面上形成的凹部；或者，所述反射部件為設置在所述托盤底部的平板，且在所述平板的下表面上形成有凹部；并且所述凹部由相對于所述托盤所在平面傾斜的第一斜面和第二斜面相交形成，其中，所述第一斜面的傾斜方向及角度被設置為：所述第一斜面將位于其下方的托盤輻射至所述第一斜面上的熱量，朝向置于所述托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射；所述第二斜面的傾斜方向及角度被設置為：不會阻擋所述第一斜面朝向置于所述托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射熱量。

其中，所述托盤的數量為一個，并且所述反射部件為設置在所述托盤上方的平板，且在所述平板的下表面上形成有凹部；并且，所述凹部由相對于所述托盤所在平面傾斜的第一斜面和第二斜面相交形成，其中，所述第一斜面的傾斜方向及角度被設置為：所述第一斜面將所述托盤輻射至所述第一斜面上的熱量，朝向置于該托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射；所述第二斜面的傾斜方向及角度被設置為：不會阻擋所述第一斜面朝向置于所述托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射熱量。

其中，所述凹部的數量為一個或多個，且在所述托盤所在平面上，每個所述凹部的第一斜面和第二斜面的投影形狀為彼此嵌套的環形；并且不同凹部的第一斜面和第二斜面互為同心環。

其中，所述托盤的數量為多個，并且所述反射部件為在所述托盤下表面上形成的凸部；并且，所述凸部的下表面為相對于所述托盤所在平面傾斜的第一斜面，所述第一斜面的傾斜方向及角度被設置為：所述第一斜面將位于其下方的托盤輻射至所述第一斜面上的熱量，朝向置于所述托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射。

其中，所述托盤的數量為一個，并且所述反射部件為設置在所述托盤上方的凸部；并且，所述凸部的下表面為相對于所述托盤所在平面傾斜的第一斜面，所述第一斜面的傾斜方向及角度被設置為：所述第一斜面將位于其下方的托盤輻射至所述第一斜面上的熱量，朝向置于所述托盤的各個承載位上的被加工工件的低溫區域反射。

其中，所述凸部的數量為一個或多個，且每個所述凸部的斜面在所述托盤所在平面上的投影形狀為環形；并且不同凸部的第一斜面互為同心環。