噴淋頭及反應(yīng)腔室的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種噴淋頭及反應(yīng)腔室。所述噴淋頭包括第一氣體腔室，所述第一氣體腔室具有自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板和第二板，所述第二板為一預(yù)分配板，所述預(yù)分配板中具有多個(gè)預(yù)分配通道，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)預(yù)分配通道被分配在多個(gè)區(qū)域中，所述第一氣體腔室具有多個(gè)第一氣體通道，所述第一氣體通道與預(yù)分配通道相連通，用于將第一氣體腔室中的氣體輸送至反應(yīng)區(qū)域，之后沿與各個(gè)預(yù)分配通道相連通的第一氣體通道流向反應(yīng)區(qū)域。如此由外部通入的氣體先進(jìn)行預(yù)分配，從而提高了反應(yīng)氣體在第一氣體腔室中的均勻性，也進(jìn)而改善了反應(yīng)氣體的穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】噴淋頭及反應(yīng)腔室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種噴淋頭及反應(yīng)腔室。
【背景技術(shù)】[0002]自GaN(氮化鎵)基第三代半導(dǎo)體材料的興起，藍(lán)光LED (發(fā)光二極管)研制成功，LED的發(fā)光強(qiáng)度和白光發(fā)光效率不斷提高。LED被認(rèn)為是下一代進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的新型固態(tài)光源，因此得到廣泛關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的白光LED的制造工藝通常在一個(gè)具有溫度控制的環(huán)境下的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行。通常，將III族源氣體和V族源氣體分別通入化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔內(nèi)，III族源氣體和V族源氣體在反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)以在襯底上形成II1-V族材料薄膜。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的噴淋頭請(qǐng)參考圖1，包括多層氣體腔室，例如包括第一氣體腔室I和第二氣體腔室2，或者其他數(shù)量，所述第一氣體腔室I具有第一氣體通道11，所述第二氣體腔室2具有第二氣體通道21，分別用于將來(lái)自氣體腔室中的反應(yīng)氣體傳送至所述噴淋頭下方的反應(yīng)區(qū)域。然后來(lái)自不同氣體腔室中的反應(yīng)氣體在襯底上反應(yīng)，從而形成所需要的膜層。
[0005]隨著各類(lèi)器件精密度的提高，目前需要在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格把控成膜的質(zhì)量，一個(gè)影響因素是反應(yīng)氣體的均勻性和穩(wěn)定性，通?？梢圆捎迷黾託怏w通道數(shù)量的方法來(lái)提高均勻性和穩(wěn)定性。但是這一方面會(huì)使得噴淋頭的構(gòu)造復(fù)雜，制作難度加大，另一方面，由于氣體腔室具有一定的空間，來(lái)自外部的氣體管路通入反應(yīng)氣體后，在氣體腔室中的反應(yīng)氣體也會(huì)分布不均勻，那么僅僅通過(guò)密布排列的氣體通道，對(duì)解決氣體的均勻性和穩(wěn)定性是不
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[0006]因此，目前的噴淋頭并不合理，需要對(duì)其進(jìn)行改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種噴淋頭及反應(yīng)腔室，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴淋頭流出的反應(yīng)氣體的均勻性和穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種噴淋頭，用于向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，所述噴淋頭包括第一氣體腔室，其中，所述第一氣體腔室具有自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板和第二板，所述第二板為一預(yù)分配板，所述預(yù)分配板中具有多個(gè)預(yù)分配通道，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)預(yù)分配通道被分配在多個(gè)區(qū)域中，所述第一氣體腔室具有多個(gè)第一氣體通道，所述第一氣體通道與預(yù)分配通道相連通，用于將第一氣體腔室中的氣體輸送至反應(yīng)區(qū)域。
[0009]相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種反應(yīng)腔室，包括:腔體、用于裝載襯底的托盤(pán)和噴淋頭，所述托盤(pán)設(shè)置于所述腔體的底部，所述噴淋頭設(shè)置在所述腔體的頂部并與所述托盤(pán)相對(duì)設(shè)置，所述托盤(pán)與所述噴淋頭之間限定氣體反應(yīng)區(qū)域，所述噴淋頭用于向所述反應(yīng)區(qū)域輸出反應(yīng)氣體，所述噴淋頭為如上所述的噴淋頭。
[0010]本發(fā)明提供的噴淋頭及反應(yīng)腔室，所述噴淋頭的第一氣體腔室包括自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板和第二板，所述第二板為一預(yù)分配板，所述預(yù)分配板中具有多個(gè)預(yù)分配通道，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)預(yù)分配通道被分配在多個(gè)區(qū)域中。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的噴淋頭中，使得由外部通入的氣體先進(jìn)行預(yù)分配，從而提高了反應(yīng)氣體在第一氣體腔室中的均勻性，也進(jìn)而改善了反應(yīng)氣體的穩(wěn)定性，那么當(dāng)反應(yīng)氣體從氣體通道流出至反應(yīng)區(qū)域時(shí)，能夠獲得較佳的分布情況，從而有利于提高成膜質(zhì)量。【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的噴淋頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的噴淋頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的噴淋頭第二板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例的噴淋頭第二板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的噴淋頭及反應(yīng)腔室進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
[0017]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0018]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種噴淋頭及反應(yīng)腔室，所述噴淋頭的第一氣體腔室包括自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板和第二板，所述第一板和第二板之間具有預(yù)分配板。由于預(yù)分配板的存在，使得由外部通入的氣體先進(jìn)行預(yù)分配，從而提高了反應(yīng)氣體在第一氣體腔室中的均勻性，也進(jìn)而改善了反應(yīng)氣體的穩(wěn)定性。
[0019]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的噴淋頭及反應(yīng)腔室作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0020]請(qǐng)參考圖2，本發(fā)明提供一種噴淋頭，用于向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，所述噴淋頭包括第一氣體腔室10,所述第一氣體腔室10具有自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板101和第二板102，所述第二板102為一預(yù)分配板，所述預(yù)分配板中具有多個(gè)預(yù)分配通道1021，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)預(yù)分配通道1021被分配在多個(gè)區(qū)域中，之后沿與各個(gè)預(yù)分配通道1021相連通的第一氣體通道104流向反應(yīng)區(qū)域。
[0021]由于，在本實(shí)施例中，是在預(yù)分配通道1021中使得反應(yīng)氣體進(jìn)行預(yù)分配，故為了達(dá)到較好的效果，所述預(yù)分配通道1021為貫穿所述預(yù)分配板上下表面的條形通道，所述預(yù)分配通道1021的寬度優(yōu)選為1-lOmm，相鄰預(yù)分配通道1021之間的間距優(yōu)選為5_30mm。相應(yīng)的，為了減少或者避免氣流的沖擊，提高氣流的穩(wěn)定性，所述預(yù)分配板的厚度可以是1-50_。本實(shí)施例對(duì)所述預(yù)分配板的相關(guān)參數(shù)限定只是提供了較優(yōu)的方案，在其他實(shí)施例中，根據(jù)不同的工藝過(guò)程和產(chǎn)品要求，所述預(yù)分配通道1021的排布情況并不限于此，例如所述預(yù)分配通道1021的寬度可以更大等。
[0022]進(jìn)一步的，如圖3所示，所述預(yù)分配板為圓形，所述預(yù)分配板在圓周方向被均勻分為多個(gè)扇形區(qū)域，每個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)的預(yù)分配通道1021關(guān)于該扇形區(qū)域內(nèi)作為中線的半徑呈軸對(duì)稱(chēng)排布。在本實(shí)施例中，所述預(yù)分配板分為四象限，每個(gè)象限的扇形區(qū)域中皆分布有多個(gè)預(yù)分配通道1021，呈軸對(duì)稱(chēng)排布的兩個(gè)預(yù)分配通道1021在所述半徑上共端點(diǎn)，形成“人”字型，在每個(gè)扇形區(qū)域中，所述預(yù)分配通道1021間隔均勻。
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，所述預(yù)分配通道1021可以有多種形狀及分布情況，又如，在一個(gè)實(shí)施例中，請(qǐng)參考圖4，所述預(yù)分配通道1021在通道的延伸方向具有多個(gè)彎折，呈折線形。由圖4中可知，也可以不對(duì)第二板做區(qū)域劃分，即預(yù)分配通道1021可以從第二板的一端排列至相對(duì)的另一端。
[0024]請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，所述噴淋頭還包括位于所述第二板102下方的第三板201，所述第二板102與第三板201之間具有多個(gè)條狀氣體槽，所述第一氣體通道104設(shè)置于所述條狀氣體槽的側(cè)壁202中，具體的，所述條狀氣體槽的側(cè)壁202對(duì)應(yīng)于所述預(yù)分配通道1021，且厚度大于預(yù)分配通道1021的開(kāi)口尺寸，而所述第一氣體通道104位于所述條狀氣體槽的側(cè)壁202中，且上端暴露于所述預(yù)分配通道1021。當(dāng)條狀氣體槽的側(cè)壁202貼靠于所述第二板時(shí)，所述預(yù)分配通道被密封，僅保留第一氣體通道104以使得反應(yīng)氣體流出。較優(yōu)的，所述條狀氣體槽的側(cè)壁202與第二板102或者第三板201 —體成型，例如在本實(shí)施例中，采用的是所述條狀氣體槽的側(cè)壁202與第三板201—體成型，具體的，所述條狀氣體槽的側(cè)壁202朝向所述第二板102，相應(yīng)的，第一氣體通道104貫穿第三板201。在另一實(shí)施例中，也可以是所述條狀氣體槽的側(cè)壁202 —體成型于所述第二板102朝向所述第三板201的一面?？梢岳斫獾氖牵鰲l狀氣體槽的側(cè)壁202也可以單獨(dú)存在。為了提高密封性，可以在與第二板102或第三板 201的接觸處設(shè)置密封圈。
[0025]如圖1中所述，相鄰的所述條狀氣體槽的側(cè)壁202與所述第二板102和第三板201構(gòu)成第二氣體腔室20。在所述第三板201中插入有第二氣體通道203，所述第二氣體通道203連通第二氣體腔室20和反應(yīng)區(qū)域。例如對(duì)于MOCVD工藝而言，較佳的，所述第一氣體腔室10中通入第一氣體，所述第二氣體腔室20中通入第二氣體，所述第一氣體為III族氣體，例如三甲基鎵等，所述第二氣體為V族氣體，例如氨氣等。由于在反應(yīng)中，III族氣體的用量遠(yuǎn)小于V族氣體的用量，則通入第一氣體腔室10中由于預(yù)分配通道1021的作用，使得III族氣體分配更為均勻，提高了利用率。
[0026]請(qǐng)接著參考圖1，所述噴淋頭還包括位于所述第三板201下方的第四板301，所述第三板201和第四板301間隔設(shè)置并且兩者限定冷卻腔室30，所述第一氣體通道104和第二氣體通道203皆貫穿所述冷卻腔室30。所述冷卻腔室30可以為液冷冷卻腔或氣冷冷卻腔，優(yōu)選的，可以是水冷冷卻腔，以對(duì)所述第一氣體腔室10、第二氣體腔室20以及第一氣體通道104和第二氣體通道203進(jìn)行冷卻。
[0027]所述第一板101、第二板102、第三板201和第四板301可以是通過(guò)固定件固定在一起，例如，可以是采用螺絲或者銷(xiāo)釘加以固定；或者，通過(guò)焊接連接在一起；也可以采用固定件和焊接相結(jié)合的方式加以固定。
[0028]基于上述實(shí)施例，本發(fā)明還提供一種反應(yīng)腔室，包括:腔體、用于裝載襯底的托盤(pán)和噴淋頭，所述托盤(pán)設(shè)置于所述腔體的底部，所述噴淋頭設(shè)置在所述腔體的頂部并與所述托盤(pán)相對(duì)設(shè)置，所述托盤(pán)與所述噴淋頭之間限定氣體反應(yīng)區(qū)域，所述噴淋頭用于向所述反應(yīng)區(qū)域輸出反應(yīng)氣體；其中，所述噴淋頭為如上所述的噴淋頭。
[0029]本發(fā)明提供的噴淋頭及反應(yīng)腔室，所述噴淋頭的第一氣體腔室包括自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板和第二板，所述第二板為一預(yù)分配板，所述預(yù)分配板中具有多個(gè)預(yù)分配通道，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)預(yù)分配通道被分配在多個(gè)區(qū)域中。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的噴淋頭中，使得由外部通入的氣體先進(jìn)行預(yù)分配，從而提高了反應(yīng)氣體在第一氣體腔室中的均勻性，也進(jìn)而改善了反應(yīng)氣體的穩(wěn)定性，那么當(dāng)反應(yīng)氣體從氣體通道流出至反應(yīng)區(qū)域時(shí)，能夠獲得較佳的分布情況，從而有利于提高成膜質(zhì)量。
[0030]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種噴淋頭，用于向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，所述噴淋頭包括第一氣體腔室，其特征在于，所述第一氣體腔室具有自上而下相對(duì)設(shè)置的第一板和第二板，所述第二板為一預(yù)分配板，所述預(yù)分配板中具有多個(gè)預(yù)分配通道，反應(yīng)氣體經(jīng)過(guò)預(yù)分配通道被分配在多個(gè)區(qū)域中，所述第一氣體腔室具有多個(gè)第一氣體通道，所述第一氣體通道與預(yù)分配通道相連通，用于將第一氣體腔室中的氣體輸送至反應(yīng)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述預(yù)分配通道為貫穿所述預(yù)分配板上下表面的條形通道，預(yù)分配通道的寬度為1-lOmm，相鄰預(yù)分配通道之間的間距為5-30mm。
3.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述預(yù)分配板為圓形，所述預(yù)分配板在圓周方向被均勻分為多個(gè)扇形區(qū)域，每個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)的預(yù)分配通道關(guān)于該扇形區(qū)域內(nèi)作為中線的半徑呈軸對(duì)稱(chēng)排布。
4.如權(quán)利要求3所述的噴淋頭，其特征在于，呈軸對(duì)稱(chēng)排布的兩個(gè)預(yù)分配通道在所述半徑上共端點(diǎn)，形成“人”字型。
5.如權(quán)利要求3所述的噴淋頭，其特征在于，每個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)的預(yù)分配通道間隔均勻。
6.如權(quán)利要求2所述的噴淋頭，其特征在于，至少一個(gè)所述預(yù)分配通道在通道的延伸方向具有多個(gè)彎折，呈折線形。
7.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述噴淋頭還包括位于所述第二板下方的第三板，所述第二板與第三板之間具有多個(gè)條狀氣體槽，所述條狀氣體槽的側(cè)壁一端貼靠于所述預(yù)分配通道，所述第一氣體通道設(shè)置于所述條狀氣體槽的側(cè)壁中，相鄰所述條狀氣體槽的側(cè)壁與所述第二板和第三板構(gòu)成第二氣體腔室，所述第三板中插入有第二氣體通道，所述第二氣體通道連通 第二氣體腔室和反應(yīng)區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的噴淋頭，其特征在于，所述條狀氣體槽的側(cè)壁一體成型于所述第二板朝向所述第三板的一面。
9.如權(quán)利要求7所述的噴淋頭，其特征在于，所述條狀氣體槽的側(cè)壁一體成型于所述第三板朝向所述第二板的一面。
10.如權(quán)利要求8或9所述的噴淋頭，其特征在于，所述噴淋頭還包括位于所述第三板下方的第四板，所述第三板和第四板限定冷卻腔室，所述第一氣體通道和第二氣體通道貫穿冷卻腔室。
11.如權(quán)利要求10所述的噴淋頭，其特征在于，所述第一板、第二板、第三板和第四板通過(guò)固定件固定在一起；或者，通過(guò)焊接連接在一起；或者采用固定件和焊接相結(jié)合的方式固定。
12.如權(quán)利要求10所述的噴淋頭，其特征在于，所述第一氣體腔室通入第一氣體，所述第二氣體腔室通入第二氣體，所述第一氣體為III族氣體，所述第二氣體為V族氣體。
13.一種反應(yīng)腔室，包括:腔體、用于裝載襯底的托盤(pán)和噴淋頭，所述托盤(pán)設(shè)置于所述腔體的底部，所述噴淋頭設(shè)置在所述腔體的頂部并與所述托盤(pán)相對(duì)設(shè)置，所述托盤(pán)與所述噴淋頭之間限定氣體反應(yīng)區(qū)域，所述噴淋頭用于向所述反應(yīng)區(qū)域輸出反應(yīng)氣體；其特征在于，所述噴淋頭為如權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的噴淋頭。
【文檔編號(hào)】C23C16/455GK103526185SQ201310516968
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】譚華強(qiáng), 喬徽, 林翔, 蘇育家 申請(qǐng)人:光達(dá)光電設(shè)備科技（嘉興）有限公司