[實用新型]用于外延沉積III-V材料層的反應腔

有效

• 申請號: 201320346387.7
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN203346471U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 黃允文
• 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;C23C16/30
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 楊林;馬翠平

技術領域

本實用新型涉及III-V材料外延設備領域，尤其是關于金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)設備的改進。

背景技術

現有技術的MOCVD反應腔頂部設有噴淋頭，通過噴淋頭向襯底托盤上的襯底噴射反應氣體，在襯底上生長外延層。因此噴淋頭的底部為反應氣體的出氣面。這種噴淋頭使用水冷卻腔對噴淋頭進行冷卻，以使得噴淋頭的出氣面的溫度較低。然而，較低的出氣面溫度也會導致反應氣體以疏松的沉積物形成在所述出氣面上，該沉積物很容易掉落，造成對腔體內襯底的污染。

目前也有人在噴淋頭底部增加一帶氣孔的吸熱板，使得噴淋頭輸出的反應氣體需要先通過吸熱板再到達反應區中。這種MOCVD的反應腔，如圖1所示，包括帶頂蓋111的腔體110，以及設置于其底部的加熱器160及襯底托盤150；還包括設置于所述腔體110頂部并對應于所述襯底托盤150的噴淋頭120，以及在噴淋頭120底部連接一吸熱板130。其中，噴淋頭120包括從上至下依次層疊的III族源擴散腔120A、V族源擴散腔120B和冷卻腔120C，III族源128、V族源129穿過所述頂蓋11分別與III族源擴散腔120A、V族源擴散腔120B連通，用于提供反應氣源。分別通過第一氣管124、第二氣管125穿過冷卻腔120C、吸熱板130將III族源擴散腔120A、V族源擴散腔120B中的反應氣體送至反應區112中進行反應。因此，吸熱板也就是噴淋頭120的出氣面。由于吸熱板吸收襯底托盤發出的熱量來提高吸熱板自身的溫度，使得出氣面的溫度提高，能高于噴淋頭冷卻腔底面的溫度。但是該吸熱板是固定在噴淋頭上的，吸熱板的溫度不能主動調整。

實用新型內容

為進一步改進MOCVD設備，本實用新型提供一種反應腔，能通過活動的吸熱板達到調整控制出氣面的溫度。

這種用于外延沉積III-V材料層的反應腔，所述反應腔包括：

腔體；

設置于所述腔體內底部的加熱器；

設置于所述加熱器上方的襯底托盤；以及

設置于所述腔體頂部的噴淋頭，所述反應腔還包括位移裝置，以及設置于所述噴淋頭與所述襯底托盤之間的吸熱板；所述位移裝置用于調整所述吸熱板與噴淋頭之間的距離以控制所述吸熱板面向所述加熱器一側表面的溫度，所述噴淋頭向所述吸熱板與所述襯底托盤之間所限定的反應區輸出反應氣體。

優選地，所述吸熱板上設有若干個流通單元，用于使噴淋頭噴出的反應氣體通過所述流通單元進入所述反應區。

優選地，所述噴淋頭包括朝遠離吸熱板方向依次層疊的冷卻腔、V族源擴散腔和III族源擴散腔；

以及第一氣管和第二氣管，所述第一氣管穿過所述V族源擴散腔和冷卻腔，并穿出所述噴淋頭底部；所述第二氣管穿過所述冷卻腔，并穿出所述噴淋頭底部；所述第一氣管和第二氣管中至少一個穿過所述吸熱板的流通單元進入所述吸熱板與所述襯底托盤之間的區域。

優選地，所述位移裝置包括移動部和用于驅動所述移動部移動的驅動部。

優選地，所述移動部連接所述吸熱板；所述驅動部設置于所述噴淋頭上；驅動部驅動所述位移部移動，從而帶動所述吸熱板遠離或接近所述噴淋頭。

優選地，所述移動部連接所述吸熱板，所述驅動部設置于所述噴淋頭上，驅動部驅動所述位移部移動，從而帶動所述吸熱板遠離或接近所述噴淋頭。

優選地，所述吸熱板固定于所述腔體側壁；所述移動部設置于所述噴淋頭上，所述驅動部連接所述腔體，驅動部驅動所述位移部移動，從而帶動所述吸熱板遠離或接近所述噴淋頭。

優選地，所述吸熱板面積大于所述噴淋頭底面面積。

優選地，還包括III族源、V族源，所述III族源與所述III族源擴散腔相連通，所述V族源與V族源擴散腔相連通；所述III族源為鎵源；所述V族源為氮源。

優選地，所述流通單元是貫穿于所述吸熱板的通孔，所述通孔的位置和布局與所述第一氣管和第二氣管的位置和布局一一對應設置，所述通孔與第一氣管的管壁和/或第二氣管的管壁之間具有間隙。