[發(fā)明專利]一種MOCVD反應(yīng)室及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110223326.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-01
• 公開（公告）號(hào): CN113088929B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃珊珊;黃輝廉;劉雪珍;劉建慶;楊文奕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山德華芯片技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C23C16/44
• 分類號(hào): C23C16/44;C23C16/455;C23C16/458
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

本發(fā)明公開了一種MOCVD反應(yīng)室及其應(yīng)用，該反應(yīng)室包括反應(yīng)室腔體(1)、上承載盤(2)、下承載盤(3)、氫化物氣源進(jìn)氣口(4)、有機(jī)化合物氣源進(jìn)氣口(5)、擋板(6)和出氣口(7)；其中，所述上承載盤(2)中還設(shè)有上加熱絲；所述下承載盤(3)中還設(shè)有下加熱絲和高度調(diào)整裝置；所述下承載盤(3)能夠上下移動(dòng)；所述擋板(6)能夠上下移動(dòng)。其用于原位雙面生長(zhǎng)，通過(guò)將有機(jī)化合物氣源及氫化物氣源進(jìn)氣口分開并用擋板隔離開來(lái)，避免了預(yù)反應(yīng)，降低反應(yīng)室內(nèi)附著物、顆粒物等產(chǎn)生的幾率，改善了外延片的表觀。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化合物半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備，具體涉及一種MOCVD反應(yīng)室及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，簡(jiǎn)稱MOCVD)是一種利用有機(jī)金屬熱分解反應(yīng)進(jìn)行氣相外延生長(zhǎng)薄膜的化學(xué)氣相沉積技術(shù)。用于IIIA-VA族、IIB-VIA族化合物半導(dǎo)體，如氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅等功能結(jié)構(gòu)材料的制備，尤其適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)，因此成為目前化合物半導(dǎo)體外延材料生產(chǎn)和研究的關(guān)鍵設(shè)備，是當(dāng)前生產(chǎn)半導(dǎo)體光電器件和微波器件材料的主要手段，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。反應(yīng)室(Reactor Chamber)主要是所有氣體混合及發(fā)生反應(yīng)的地方。在腔體中會(huì)有一個(gè)乘載盤用來(lái)乘載襯底，這個(gè)乘載盤必須能夠有效率地吸收從加熱器所提供的能量而達(dá)到薄膜成長(zhǎng)時(shí)所需要的溫度。

目前，相關(guān)技術(shù)為了優(yōu)化半導(dǎo)體器件的特性、提升太陽(yáng)電池的效率、降低生產(chǎn)成本，提出了雙面生長(zhǎng)的需求。相關(guān)技術(shù)中制備了GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四結(jié)級(jí)聯(lián)太陽(yáng)電池，通過(guò)在GaAs襯底的第一面設(shè)置有GaInP/GaAs雙結(jié)電池，第二面設(shè)置有一漸變過(guò)渡層，并通過(guò)該漸變過(guò)渡層與InGaAsP/InGaAs雙結(jié)電池級(jí)聯(lián)。一般而言，雙面生長(zhǎng)是先在襯底的上表面進(jìn)行外延生長(zhǎng)，然后將外延片傳出反應(yīng)室取出翻轉(zhuǎn)180°后，重新傳入反應(yīng)室，在襯底的下表面進(jìn)行第二次外延生長(zhǎng)。多次取放片將引入人為損傷及增加操作人員工作量，不利于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)；外延片經(jīng)受多次升降溫，由于熱膨脹系數(shù)不同將引入更多的位錯(cuò)缺陷，不利于器件的界面特性；另一方面，目前的反應(yīng)室設(shè)計(jì)為III族源及V族源均從上頂蓋進(jìn)入反應(yīng)室，不可避免存在預(yù)反應(yīng)，這種設(shè)計(jì)將導(dǎo)致腔室存在大量附著物及顆粒物。

因此，需要一種能實(shí)現(xiàn)原位雙面生長(zhǎng)的金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積反應(yīng)室。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題為：一種MOCVD反應(yīng)室，該反應(yīng)室能實(shí)現(xiàn)材料的原位雙面生長(zhǎng)。

本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題為：上述MOCVD反應(yīng)室的應(yīng)用。

為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種MOCVD反應(yīng)室，包括反應(yīng)室腔體、上承載盤、下承載盤、氫化物氣源進(jìn)氣口、有機(jī)化合物氣源進(jìn)氣口、擋板和出氣口；

其中，所述上承載盤和下承載盤均位于所述反應(yīng)室腔體的內(nèi)壁上且所述上承載盤位于下承載盤的上方；

所述上承載盤(2)中還設(shè)有上加熱絲；

所述下承載盤(3)中還設(shè)有下加熱絲和高度調(diào)整裝置；

所述下承載盤(3)能夠上下移動(dòng)；

所述氫化物氣源進(jìn)氣口(4)位于所述反應(yīng)室腔體(1)頂部中心位置；

所述有機(jī)化合物氣源進(jìn)氣口(5)位于所述反應(yīng)室腔體(1)底部中心位置；

所述擋板(6)位于所述有機(jī)化合物氣源進(jìn)氣口(5)的上方；

所述擋板(6)能夠上下移動(dòng)；

所述出氣口(7)位于所述反應(yīng)室腔體(1)的側(cè)壁。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，所述高度調(diào)整裝置通過(guò)機(jī)械控制實(shí)現(xiàn)所述下承載盤(3)上下移動(dòng)。