[發明專利]噴淋頭以及氣相沉積反應腔

無效

• 申請號: 201310347789.3
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103436858A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 梁秉文
• 申請（專利權）人: 光壘光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455;C23C16/452
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，特別是涉及一種噴淋頭以及氣相沉積反應腔。

背景技術

自GaN(氮化鎵)基第三代半導體材料的興起，藍光LED(發光二極管)研制成功，LED的發光強度和白光發光效率不斷提高。LED被認為是下一代進入通用照明領域的新型固態光源，因此得到廣泛關注。

現有技術的白光LED的制造工藝通常在一個具有溫度控制的環境下的反應腔內進行。通常，將III族源氣體和V族源氣體分別通入化學氣相沉積反應腔內，III族源氣體和V族源氣體在反應腔內反應以在襯底上形成III-V族材料薄膜。

在現有的技術中，采用圖1所示的噴淋頭100向化學氣相沉積反應腔10通入反應氣體。請參閱圖1，所述氣相沉積反應腔10包括腔體11、用于裝載襯底12的托盤13和所述噴淋頭100。所述托盤13設置于所述腔體11的底部。所述噴淋頭200設置在所述腔體11的頂部并與所述托盤13相對設置。所述托盤13與所述噴淋頭100之間限定氣體反應區域14。所述噴淋頭100用于向所述氣體反應區域14輸出反應氣體，在所述氣體反應區域14內，V族源氣體、III族源氣體混合，并進行反應，以在所述襯底12上形成薄膜沉積。

現有技術中的所述噴淋頭100包括依次層疊的第一源氣體腔140、第二源氣體腔150以及冷卻腔160，所述冷卻腔160鄰近氣體的反應區域，所述第一源氣體腔140通有第一源氣體(III族源氣體)，所述第二源氣體腔150通有第二源氣體(V族源氣體)，當所述第一源氣體和第二源氣體從所述噴淋頭100排出后，在反應區域14內被化學氣相沉積工藝腔10內的托盤13加熱分解，從而發生反應，以在襯底12上形成沉積薄膜。

但是，由于所述第二源氣體(V族源氣體)的分解溫度高，其分解溫度往往在1000℃以上，所以，為了使所述第二源氣體(V族源氣體)分解，反應區域14的溫度一般在1000℃以上，從而需要將托盤13的溫度加入到1000℃以上。然而，托盤13的高溫均勻度不易控制，并且，襯底12位于高溫的托盤13上，從而造成襯底12上的LED芯片波長等器件參數不均勻，使得LED芯片的良率低，LED芯片的成本高。

因此，如何提供一種噴淋頭，能夠提高LED芯片的良率，降低LED芯片的成本，已成為本領域技術人員需要解決的技術。

發明內容

現有技術的噴淋頭存在氣體解離率低、生產成本高的問題，本發明提供一種能解決上述問題的噴淋頭以及氣相沉積反應腔。

本發明提供一種用于氣相沉積的反應腔的噴淋頭，所述反應腔包括氣體反應區域，所述噴淋頭鄰近所述氣體反應區域設置，所述噴淋頭用于向所述氣體反應區域輸出反應氣體，所述噴淋頭至少包括第一源氣體腔和冷卻腔，所述第一源氣體腔內通入第一源氣體；

所述噴淋頭還包括一離子化腔，所述離子化腔設置在所述噴淋頭面向所述氣體反應區域的一側，所述第一源氣體腔設置在所述噴淋頭背離所述氣體反應區域的一側，所述離子化腔內通入第二源氣體，以對所述第二源氣體進行離子化，所述離子化腔與所述氣體反應區域之間設置有出氣通道，所述離子化腔與所述氣體反應區域之間通過所述出氣通道連通，以將離子化的所述第二源氣體向所述氣體反應區域導出，所述第一源氣體腔至少與一第一氣管連通，所述第一氣管穿過所述冷卻腔和離子化腔，并連通所述氣體反應區域；

其中，所述第二源氣體的分解溫度高于所述第一源氣體的分解溫度。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述第一源氣體腔和所述冷卻腔之間還設置有一第二源氣體腔，所述第二源氣體腔內通有所述第二源氣體，所述第二源氣體腔與至少一第二氣管連通，所述第二氣管穿過所述冷卻腔，并連通所述離子化腔，以向所述離子化腔內通入第二源氣體，所述第一氣管還穿過所述第二源氣體腔。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述第一源氣體腔、冷卻腔和離子化腔依次層疊設置，所述離子化腔還具有一氣體輸入管，所述第二源氣體通過所述氣體輸入管流入所述離子化腔。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述氣體輸入管位于所述離子化腔的側壁。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述離子化腔中具有相對設置的第一電極以及第二電極，在所述第一電極和第二電極之間施加射頻信號。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述第一電極為所述離子化腔的頂壁，所述第二電極為所述離子化腔的底壁，所述第一電極和第二電極之間具有一絕緣墊。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述絕緣墊為所述離子化腔的側壁。

進一步的，在所述噴淋頭中，所述出氣通道為氣體孔。