[發(fā)明專利]反應氣體輸送裝置及化學氣相沉積或外延層生長反應器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410620810.7
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN105624645A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 姜銀鑫;杜志游
• 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: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術領域

本發(fā)明涉及制造半導體器件，尤其涉及一種在諸如基片等襯底上生長外 延層或進行化學氣相沉積的裝置。

背景技術

在諸如基片等襯底上生長外延層或進行化學氣相沉積的生產過程中，反 應器的設計十分關鍵。現(xiàn)有技術中，反應器有各種各樣的設計，包括：水平 式反應器，該反應器中，基片被安裝成與流入的反應氣體成一定角度；行星 式旋轉的水平式反應器，該反應器中，反應氣體水平通過基片；以及垂直式 反應器，該反應器中，當反應氣體向下注入到基片上時，基片被放置在反應 腔內的基片承載架上并以相對較高的速度旋轉。該種高速旋轉的垂直式反應 器為商業(yè)上最重要的MOCVD反應器之一。

垂直式反應器中反應氣體輸送裝置的結構是最為重要的設計之一，外延 生長工藝或者化學氣相沉積工藝通常需要至少兩組反應氣體，在實際應用中， 優(yōu)選地，反應氣體在進入反應腔前不能混合，因此人們提出各種各樣的氣體 噴淋頭設計來保證兩組反應氣體在進入反應腔前保持相互隔離。此外，有效 地對氣體噴淋頭進行冷卻對反應工藝也有很好的幫助，在很多應用中采用包 括水在內的流體進行冷卻。

現(xiàn)有技術中，大部分氣體輸送裝置設計是采用氣體輸送管道實現(xiàn)對不同 反應氣體的輸送，將很多元件焊接加工在一起，不僅提高了加工制作難度， 還會因為氣體輸送管道與不同氣體的間隔板間密封效果不好，增加氣體泄漏 的風險；在另一些設計中，提供了一種氣體輸送裝置，它通過將多個中空的 長形管狀的氣體分布元件肩并肩地并排、間隔地焊接而成，同時在長形管狀 氣體分布元件下方焊接有氣體擴散器及冷卻管道等元件，但這些焊接元件極 易導致漏水、漏氣，并且在加工焊接時，不能保證各個進氣口元件的完全相 同，因而，不能保證每一個氣體輸送裝置的形狀尺寸一致，此外，在一段工 藝后，氣體輸送裝置容易變形，導致同一反應腔內的不同基片工藝效果出現(xiàn) 不同。如果各個氣體輸送裝置在加工時不能保證加工參數完全相同，在放置 到反應器內時，不同反應器的加工工藝將會不同，這會嚴重影響不同反應器 內基片加工的均一性，造成一批基片(反應腔與腔之間)的處理結果不同。 此外，在這些設計中，還存在著由于管狀氣體分布元件之間的氣體擴散速度 不同，而導致輸送到處理區(qū)域內的氣體不均勻的問題。

因此，業(yè)內亟需一種能在均勻提供反應氣體的同時，結構設計簡單，工 藝穩(wěn)定性好的反應氣體輸送裝置。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種反應氣體輸送裝置，其整體結構設計簡 單，加工制作簡單，并且經過長期的工藝處理后不會發(fā)生變形、能有效避免 反應氣體在進入處理區(qū)域前發(fā)生氣體泄漏、冷卻水泄漏，同時，能保證反應 氣體進入處理區(qū)域的速率均勻可控，保證每一反應腔內的不同基片的工藝處 理、反應腔與反應腔之間的基片工藝處理的均一性。

根據本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種反應氣體輸送裝置，用于化 學氣相沉積或外延層生長反應器，包括：從上往下依次設置的一頂板、一隔 離板和一氣體輸送板，所述頂板與所述隔離板相互間隔而于二者之間形成第 一氣體擴散區(qū)域，所述隔離板和所述氣體輸送板相互間隔而于二者之間形成 第二氣體擴散區(qū)域；

所述氣體輸送板為一體形成之板體，其包括一上表面，所述上表面上沿 某一水平方向上開設有相互平行排列的多個縱長形第一氣體擴散槽和多個縱 長形第二氣體擴散槽，并且每一所述第一氣體擴散槽和每一所述第二氣體擴 散槽相互間隔排列設置，所述每一第一氣體擴散槽下方還開設連接有一縱長 形第一氣體出氣通道并且二者相連通，所述每一第二氣體擴散槽下方還開設 連接有一縱長形第二氣體出氣通道并且二者相連通；所述每一第一氣體擴散 槽和與之相鄰的每一第二氣體擴散槽之間向下延伸設置有一縱長形的氣體導 流條；所述每一縱長形的氣體導流條內部設置有一縱長形的冷卻管道，所述 每一縱長形的氣體導流條的下表面設有具一定弧度的弧形或設為尖錐形；

所述每一第一氣體擴散槽上還進一步連接設置有至少一根與所述第一氣 體擴散區(qū)域相連通的第一氣體輸送管。

進一步的，所述每一縱長形第一氣體出氣通道與所述每一縱長形第二氣 體出氣通道相互平行排列,并且相互間隔排列設置。

進一步的，所述縱長形第一氣體出氣通道為一縱長形的縫隙通道。

進一步的，所述縱長形第二氣體出氣通道為一縱長形的縫隙通道。