[發明專利]MOCVD反應室的隔離擋板裝置

在審

• 申請號: 202211625208.3
• 申請日: 2022-12-16
• 公開（公告）號: CN115874281A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 謝鵬飛;張志明;劉雷;邢志剛;徐春陽;金雋
• 申請（專利權）人: 楚赟精工科技（上海）有限公司
• 主分類號: C30B25/14
• 分類號: C30B25/14;C23C16/455
• 代理公司: 上海恒銳佳知識產權代理事務所(普通合伙) 31286
• 代理人: 吳浩

本發明提供了一種MOCVD反應室的隔離擋板裝置，包括環形擋板、位于環形擋板內部適用于容納冷卻液的夾層流道、位于夾層流道一端的注液通道、位于夾層流道另一端的出液通道，以及將夾層流道和注液通道連通的多個縱向分布的注入通路、將夾層流道和出液通道連通的多個縱向分布的排出通路。本發明通過調整隔離擋板裝置中冷卻液注入和導出夾層流道的位置使得夾層流道內冷卻液分布范圍更廣且分布更均勻，改善了隔離擋板裝置冷卻不均勻的問題，從而提高了反應室內部溫場分布的均勻性。

技術領域

本發明涉及金屬有機化合物化學氣相沉淀設備技術領域，尤其涉及一種MOCVD反應室的隔離擋板裝置。

背景技術

MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金屬有機化合物化學氣相沉淀)是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發展起來的一種新型氣相外延生長技術，MOCVD是以熱分解反應方式進行的。在MOCVD反應室設計中，其最重要的部分在于反應室內部流場及溫場的設計，只有設計合適的流場及溫場才能使反應室內部的反應過程平穩進行，提高反應物源材料的利用率，并提高沉積薄膜的質量。因此通常在MOCVD設備中設置有隔離擋板裝置(shutter)，以影響反應室內部的流場和溫場分布。

如附圖1a所示，MOCVD外延工藝所需的若干種工藝氣體由上蓋20的進氣裝置進入反應腔10內，通過圍繞在反應室內側壁的隔離擋板裝置30對工藝氣體的流場進行一定限制，將工藝氣體的氣流引導到基片托盤40上，在基片表面進行化學反應以沉積薄膜，之后，使用真空泵將反應后的氣體(及反應副產物等)從反應腔10底部的抽氣孔排出反應腔10。反應腔10側壁設有用于放入或取出基片托盤40的開口，隔離擋板裝置30可在關閉開口的第一位置和打開開口的第二位置之間移動。

隔離擋板裝置30內部通常設有冷卻液管道，冷卻液通過上蓋20相應的冷卻液接口被導入到隔離擋板裝置30內，對隔離擋板裝置30進行冷卻。其水冷結構通常設計為冷卻液從隔離擋板裝置30上端注入，從隔離擋板裝置30上端流出，參見附圖1b。

通過對現有技術的隔離擋板裝置的水冷結構的應用進行分析，參見附圖1c，發現：由于采用上進上出冷卻結構，隔離擋板裝置內部上層冷卻液流速明顯高于下層冷卻液流速，流速均勻性差，導致隔離擋板裝置冷卻不均勻，下層溫度遠高于上層溫度，反應室內溫度場不均勻，影響基片表面生長外延層的均勻性。而且長時間使用時，由于冷卻的不均勻，隔離擋板裝置的變形難以預測，容易對材料生長的重復性產生影響，干擾工藝對于重復性不良原因的判斷。對于隔離擋板裝置本身而言，也會影響其使用壽命。

因此，有必要提供一種新的MOCVD反應室的隔離擋板裝置，以解決現有技術中存在的上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種MOCVD反應室的隔離擋板裝置，用以改善隔離擋板裝置冷卻不均勻的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種MOCVD反應室的隔離擋板裝置，包括：環形擋板、位于所述環形擋板內部適于容納冷卻液的夾層流道、位于所述夾層流道一端的注液通道、位于所述夾層流道另一端的出液通道，以及將所述夾層流道和所述注液通道連通的多個縱向分布的注入通路，將所述夾層流道和所述出液通道連通的多個縱向分布的排出通路。

具體地，所述夾層流道與所述環形擋板在豎直方向的剖面上具有相同的形狀，所述夾層流道由上至下包括多個內徑不同的環形段部，至少一個所述注入通路的注入點位于最上部的環形段部，以及至少一個所述注入通路的注入點位于最下部的環形段部。

示例性地，每個所述環形段部均設有所述注入通路的注入點，每個所述環形段部上的所述注入通路的注入點均勻分布。

所述環形段部的內徑由上至下逐漸增大，且位于所述夾層流道最上部的環形段部的內徑上下均相同，其他環形段部的內徑以不同斜率由上至下逐漸增大。