[發(fā)明專利]半導(dǎo)體設(shè)備及其工藝腔室

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111006700.8
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN113668051A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李世凱
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: C30B25/10
• 分類號: C30B25/10;C30B25/08;C30B29/36;H01L21/67
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;王婷

本申請實施例提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備及其工藝腔室。該工藝腔室包括：包括：工藝管、電磁加熱組件及保溫結(jié)構(gòu)；電磁加熱組件包括電磁線圈及感應(yīng)加熱器，電磁線圈環(huán)繞設(shè)置于工藝管的外周，并且電磁線圈的內(nèi)壁與工藝管的外壁之間具有第一預(yù)設(shè)間距，電磁線圈的匝間距沿電磁線圈中間向兩端依次遞減；感應(yīng)加熱器設(shè)置于工藝管內(nèi)，并且與電磁線圈對應(yīng)設(shè)置，感應(yīng)加熱器內(nèi)形成有容置空間，感應(yīng)加熱器用于感應(yīng)電磁線圈的磁場而產(chǎn)生熱量；保溫結(jié)構(gòu)包覆感應(yīng)加熱器，并且保溫結(jié)構(gòu)對應(yīng)于容置空間的位置處開設(shè)有傳輸口。本申請實施例提高了工藝腔室的保溫效果及加熱效率。

本申請是申請?zhí)枮?02010989779.X、申請日為2020年09月18日、發(fā)明名稱為“半導(dǎo)體設(shè)備及其工藝腔室”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體加工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本申請涉及一種半導(dǎo)體設(shè)備及其工藝腔室。

背景技術(shù)

目前，外延生長工藝是指在單晶襯底(晶片)上生長一層有一定要求的、與襯底晶向相同的單晶層，猶如原來的晶體向外延伸了一段。相對于硅外延工藝的生長環(huán)境，碳化硅外延工藝的生長環(huán)境溫度更高，通常可以達(dá)到1500至1800攝氏度，并且生長周期更長。目前主要采用化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)技術(shù)進(jìn)行碳化硅的外延層生長，具體化學(xué)反應(yīng)是硅烷(SiH₄)與丙烷(C₃H₈)及乙烯(C2H4)在預(yù)設(shè)工藝溫度(1600攝氏度以上)下發(fā)生裂解反應(yīng)生成硅(Si)原子和碳(C)原子，然后在晶片表面重新結(jié)合生成碳化硅(SiC)。

外延生長工藝的加熱方式包括有電磁線圈加熱、電阻加熱、鹵素?zé)艏訜岬确绞健Ｄ壳皯?yīng)用較多的為電磁線圈加熱方式，該方式主要是通過安裝在外部的線圈通電產(chǎn)生變化的磁場，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流加熱工藝腔室內(nèi)的被加熱元件，從而改變整個工藝腔室的溫度。由于整個工藝腔內(nèi)室的溫度為1600攝氏度以上，因此如何對工藝腔室進(jìn)行保溫和提高加熱速率成為目前難以解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有方式的缺點，提出一種半導(dǎo)體設(shè)備及其工藝腔室，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在如何對工藝腔室保溫及提高加熱速率的技術(shù)問題。

第一個方面，本申請實施例提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備的工藝腔室，包括：工藝管、電磁加熱組件及保溫結(jié)構(gòu)；所述電磁加熱組件包括電磁線圈及感應(yīng)加熱器，所述電磁線圈環(huán)繞設(shè)置于所述工藝管的外周，并且所述電磁線圈的內(nèi)壁與所述工藝管的外壁之間具有第一預(yù)設(shè)間距，所述電磁線圈的匝間距沿所述電磁線圈中間向兩端依次遞減；所述感應(yīng)加熱器設(shè)置于所述工藝管內(nèi)，并且與所述電磁線圈對應(yīng)設(shè)置，所述感應(yīng)加熱器內(nèi)形成有容置空間，所述感應(yīng)加熱器用于感應(yīng)所述電磁線圈的磁場而產(chǎn)生熱量；所述保溫結(jié)構(gòu)包覆所述感應(yīng)加熱器，并且所述保溫結(jié)構(gòu)對應(yīng)于所述容置空間的位置處開設(shè)有傳輸口。

于本申請的一實施例中，所述保溫結(jié)構(gòu)的外壁與所述工藝管的內(nèi)壁之間具有第二預(yù)設(shè)間距。

于本申請的一實施例中，所述感應(yīng)加熱器整體成柱狀，所述保溫結(jié)構(gòu)包括保溫套筒及保溫蓋，所述保溫套筒套設(shè)于所述感應(yīng)加熱器外周上，兩個所述保溫蓋分別嵌入所述保溫套筒的兩個端口，所述傳輸口形成于所述保溫蓋上。

于本申請的一實施例中，所述保溫套筒包括兩個環(huán)形半筒，兩個所述環(huán)形半筒相互搭接構(gòu)成所述保溫套筒。

于本申請的一實施例中，所述工藝管包括內(nèi)外嵌套安裝的內(nèi)工藝管及外工藝管，所述內(nèi)工藝管的長度大于所述外工藝管；所述外工藝管的兩端均與所述內(nèi)工藝管外壁密封連接，并且所述外工藝管的內(nèi)壁與所述內(nèi)工藝管的外壁之間形成有冷卻空間；所述工藝管還包括冷卻結(jié)構(gòu)，用于向所述冷卻空間內(nèi)通入冷卻介質(zhì)以及從所述冷卻空間中導(dǎo)出所述冷卻介質(zhì)。

于本申請的一實施例中，所述冷卻結(jié)構(gòu)包括有冷卻管組件及回收管組件，所述冷卻管組件及所述回收管組件相對于所述內(nèi)工藝管對稱設(shè)置，所述冷卻管組件用于將所述冷卻介質(zhì)通入所述冷卻空間，所述回收管組件用于將所述冷卻介質(zhì)導(dǎo)出所述冷卻空間。