專(zhuān)利名稱(chēng)：氧化膜外延設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于以強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑為源生成氧化膜的外延設(shè)備。
以強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑化合生成的化合物具有高熔點(diǎn)，高強(qiáng)度，高絕緣和可具有良好的透明性的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)中，尤其是在機(jī)械、化工、電子工業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用。近來(lái)它的生長(zhǎng)方法已擴(kuò)展到薄膜處延技術(shù)方面來(lái)，如在硅上生長(zhǎng)AL2O3(三氧化二鋁)然后再外延長(zhǎng)Si(硅)甚至進(jìn)行多層異質(zhì)外延形成半導(dǎo)體膜-絕緣膜-半導(dǎo)體膜-絕緣膜-硅襯底多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。但目前外延設(shè)備較為落后，反應(yīng)室內(nèi)密封性能差，造成外延膜形成大量微孿晶，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理源氣在反應(yīng)室內(nèi)提前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提前生成氧化物，達(dá)到襯底表面時(shí)已形微粒不能生長(zhǎng)單晶使外延成功率低，造成生成的薄膜質(zhì)量差。
本實(shí)用新型的目的是提供一種氧化膜的外延設(shè)備，使其具有良好的使用功能，提高氧化膜生成的質(zhì)量和成功率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案這種氧化膜的外延設(shè)備，由反應(yīng)室、抽氣泵、液體源和氣體源所組成，反應(yīng)罩的上部有兩個(gè)進(jìn)氣口，兩個(gè)進(jìn)氣口分別通過(guò)受送氣時(shí)間電控箱控制的兩個(gè)三通閥，一個(gè)壓力控制器、一個(gè)流量控制器分別連通氣體源氣路和液體源氣路，在位于石英反應(yīng)罩內(nèi)的轉(zhuǎn)臺(tái)與兩個(gè)進(jìn)氣口之間設(shè)有一塊防止從氣體源，或液體源氣路中進(jìn)入的兩路源氣在反應(yīng)室空間相遇的隔板，石英反應(yīng)罩下端位于底座上，底座連通反應(yīng)室腔并通過(guò)抽氣管道與抽氣泵相通，底座一側(cè)還設(shè)有進(jìn)樣品窗口，底座上設(shè)使反應(yīng)室腔內(nèi)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩三通閥另一路相通熱分解爐再相通抽氣泵。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，適合于各種氧化膜外延材料制作，具有良好安全的使用功能，氧化膜化合物生成的成功率高、質(zhì)量好。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型反應(yīng)室結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖圖4為石英反應(yīng)罩結(jié)構(gòu)示意圖如
圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的反應(yīng)室8是完成外延工藝的主體設(shè)備。由高頻爐提供高溫的石英反應(yīng)罩13內(nèi)形成反應(yīng)室腔體，石英反應(yīng)罩的上部有兩個(gè)進(jìn)氣口。一個(gè)為液體源進(jìn)氣口29，相通受送氣時(shí)間電控箱16電路控制的三通閥7和一個(gè)閥門(mén)15及壓力控制器6連通液體源氣路。液體源即為強(qiáng)還原劑通常為三甲基鋁或三乙基鋁。液體源氣路通常為攜帶氣體1通過(guò)減壓閥2再經(jīng)氣體純化器3過(guò)濾經(jīng)流量控制器4進(jìn)入液體源5儲(chǔ)存器攜帶液體源組成。該三通閥的另一路相通熱分解爐11，以保證該氣路運(yùn)行中的旁路廢氣進(jìn)入熱分解爐中高溫分解有毒氣體，防止污染環(huán)境。分解的無(wú)毒氣體再通過(guò)與熱分解爐相通的抽氣泵10排出室外。石英反應(yīng)罩的另一個(gè)進(jìn)氣口30相通受送氣時(shí)間電控箱控制的三通閥17和閥門(mén)18及壓力控制器19再通過(guò)另一閥門(mén)20連通氣體源氣路12，氣體源為強(qiáng)氧化劑，通常用氧氣或笑氣構(gòu)成。該三通閥17的另一路向連通熱分解爐11，其作用相同故不再累述。顯然本實(shí)用新型采用雙氣路系統(tǒng)，并采用送氣時(shí)間電控箱16控制兩個(gè)氣路上的三通閥7、17，控制兩路氣體同時(shí)通入反應(yīng)室，或一路通另一路關(guān)閉，或一路通氣后同時(shí)關(guān)閉以保證源氣不在反應(yīng)室內(nèi)的空間發(fā)生化合反應(yīng)而在襯底表面成長(zhǎng)。電控箱可由計(jì)算機(jī)程序控制，計(jì)算機(jī)接收位于設(shè)備上的信號(hào)控制電控箱指定溫度及壓力，各種部件運(yùn)轉(zhuǎn)控制。計(jì)算機(jī)程序控制及在氣路中的保溫加溫設(shè)備及高頻爐加溫設(shè)備為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)故不再累述。
如圖2所示，本實(shí)用新型在位于石英反應(yīng)罩內(nèi)的轉(zhuǎn)臺(tái)32與兩個(gè)進(jìn)氣口之間設(shè)有一塊防止氣體源與液體源在反應(yīng)室空間相遇的隔板34，以防止源氣在反應(yīng)室內(nèi)空間相遇，提前發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致不能生成晶核。石英反應(yīng)罩下端位于底座22上，底座連通反應(yīng)室腔并通過(guò)抽氣管道21與抽氣泵9相通，底座一側(cè)還設(shè)有進(jìn)樣品窗口27，用以取放樣品及成品，底座上設(shè)使反應(yīng)室內(nèi)轉(zhuǎn)桿33轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)14。底座上還設(shè)有真空控測(cè)孔28用于安放探測(cè)儀探頭，提供反應(yīng)室內(nèi)真空信息。
參見(jiàn)圖2、圖3所示，本實(shí)用新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)14為無(wú)接觸磁力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)桿下端頂接在固定密封桶殼24的軸承37上，轉(zhuǎn)桿下部固定永磁體轉(zhuǎn)子34，與位于密封桶殼內(nèi)永磁體轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)位置的密封桶殼外設(shè)有腔外永磁體轉(zhuǎn)子35，腔外永磁體轉(zhuǎn)子外端連接傳動(dòng)齒輪23，傳動(dòng)齒輪通過(guò)皮帶26與電機(jī)25輪相連，密封桶殼通過(guò)密封連接件36固定在底座下端。腔外永磁體轉(zhuǎn)子與密封連接件通過(guò)軸承座連接。這樣在保證真空密封反應(yīng)室腔的條件下，電機(jī)帶動(dòng)齒輪帶動(dòng)腔外永磁體轉(zhuǎn)子繞密封桶殼外轉(zhuǎn)動(dòng)，磁力帶動(dòng)與轉(zhuǎn)桿連成一體的永磁體轉(zhuǎn)動(dòng)從而使轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖4所示，為保證鋁氧均勻在樣品表面完成外延生長(zhǎng)，在保證轉(zhuǎn)臺(tái)自轉(zhuǎn)情況下，同時(shí)還應(yīng)實(shí)現(xiàn)樣品31能繞自身的軸線(xiàn)作自轉(zhuǎn)。保證所生膜質(zhì)量一致。所述的轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)中空，轉(zhuǎn)臺(tái)32下端與轉(zhuǎn)桿上部固定為一體，轉(zhuǎn)桿上端為轉(zhuǎn)桿齒輪41位于中空轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)兩樣品臺(tái)45。樣品臺(tái)下端位于臺(tái)軸桿43上，臺(tái)軸桿通過(guò)軸承44與轉(zhuǎn)臺(tái)軸接，臺(tái)軸桿下端設(shè)齒輪42與轉(zhuǎn)桿齒輪41齒接，從而實(shí)現(xiàn)上述功能。
為有效地降低石英反應(yīng)罩源氣進(jìn)氣口的高溫，在石英反應(yīng)罩上端設(shè)加層形成水套40，石英反應(yīng)罩上設(shè)與水套相通的冷水進(jìn)口38和熱水出口39完成用循環(huán)水對(duì)進(jìn)氣口降溫。
總之，用本實(shí)用新型的設(shè)備制作的各種化合物成品率高，質(zhì)量好，成本低，可廣泛在工業(yè)中應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種氧化膜的外延設(shè)備，由反應(yīng)室、抽氣泵、液體源和氣體源所組成，其特征在于反應(yīng)罩的上部有兩個(gè)進(jìn)氣口，兩個(gè)進(jìn)氣口分別通過(guò)受送氣時(shí)間電控箱控制的兩個(gè)三通閥，一個(gè)壓力控制器一個(gè)流量控制器分別連通氣體源氣路和液體源氣路，在位于石英反應(yīng)罩內(nèi)的轉(zhuǎn)臺(tái)與兩個(gè)進(jìn)氣口之間設(shè)有一塊防止從氣體源，或液體源主路中進(jìn)入的兩路源氣在反應(yīng)室空間相遇的隔板，石英反應(yīng)罩下端位于底座上，底座連通反應(yīng)室腔并通過(guò)抽氣管道與抽氣泵相通，底座一側(cè)還設(shè)有進(jìn)樣品窗口，底座上設(shè)使反應(yīng)室腔內(nèi)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩三通閥另一路相通熱分解爐再相通抽氣泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化膜的外延設(shè)備，其特征在于所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為無(wú)接觸磁力傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)桿下端頂接在固定密封桶殼內(nèi)的軸承上，轉(zhuǎn)桿下部固定永磁體轉(zhuǎn)子，與位于密封桶殼內(nèi)永磁體轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)位置的密封桶殼外設(shè)有腔外永磁體轉(zhuǎn)子，腔外永磁體轉(zhuǎn)子外端連接傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)齒輪通過(guò)皮帶與電機(jī)輪相連，密封桶殼通過(guò)密封連接件固定在底座下端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化膜的外延設(shè)備，其特征在于所述的轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)中空，轉(zhuǎn)臺(tái)下端與轉(zhuǎn)桿上部固定為一體，轉(zhuǎn)桿上端為轉(zhuǎn)桿齒輪位于中空轉(zhuǎn)臺(tái)內(nèi)，轉(zhuǎn)臺(tái)上設(shè)兩樣品臺(tái)，樣品臺(tái)下端位于臺(tái)軸桿上，臺(tái)軸桿通過(guò)軸承與轉(zhuǎn)臺(tái)軸接，臺(tái)軸桿下端設(shè)齒輪與轉(zhuǎn)桿齒輪齒接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化膜的外延設(shè)備，其特征在于所述的石英反應(yīng)罩上端設(shè)加層形成水套，石英反應(yīng)罩上設(shè)與水套相通的冷水進(jìn)口和熱水出口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于以強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑為源生成氧化膜的外延設(shè)備。反應(yīng)罩的上部有兩個(gè)進(jìn)氣口,兩個(gè)進(jìn)氣口分別連通氣體源氣路和液體源氣路,在位于石英反應(yīng)罩內(nèi)的轉(zhuǎn)臺(tái)與兩個(gè)進(jìn)氣口之間設(shè)有一塊防止從氣體源成液體源主路中進(jìn)入的兩路源氣在反應(yīng)室空間相遇的隔板,石英反應(yīng)罩下端位于底座上,底座連通反應(yīng)室腔并通過(guò)抽氣管道與抽氣泵相通,底座一側(cè)還設(shè)有進(jìn)樣品窗口,底座上設(shè)使反應(yīng)室腔內(nèi)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),兩三通閥另一路相通熱分解爐再相通抽氣泵。
文檔編號(hào)C23C16/40GK2438725SQ0025468
公開(kāi)日2001年7月11日 申請(qǐng)日期2000年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月22日
發(fā)明者咎育德, 林蘭英 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所