本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種用于MOCVD設(shè)備的噴淋頭。
背景技術(shù):
金屬有機(jī)物化學(xué)沉積(MOCVD)技術(shù)是生長(zhǎng)高質(zhì)量化合物半導(dǎo)體薄膜材料的重要技術(shù)手段,在制備薄層異質(zhì)結(jié)、超晶格和量子阱等結(jié)構(gòu)具有顯著的優(yōu)越性,已經(jīng)成為III-V族和II-VI族化合物半導(dǎo)體及其多元固溶體材料的核心生長(zhǎng)技術(shù),尤其在制備氮化鎵基發(fā)光二極管和激光器等方面獲得巨大成功。
目前,主流的MOCVD設(shè)備根據(jù)氣流通道設(shè)計(jì)可分為水平式和垂直式反應(yīng)腔,其中:
水平式反應(yīng)腔設(shè)計(jì)主要以Aixtron公司的行星式反應(yīng)腔為代表,其采用自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)的行星旋轉(zhuǎn)式技術(shù),反應(yīng)劑從中央噴口進(jìn)入反應(yīng)腔,沿著襯底呈輻射狀向外緣水平流動(dòng),利用襯底的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)獲得穩(wěn)定的層流,以解決水平式反應(yīng)腔固有的反應(yīng)物沿程損耗問(wèn)題,從而在襯底表面上可獲得均勻的生長(zhǎng)速度。其優(yōu)點(diǎn)是低速旋轉(zhuǎn)、氣體用量小,但是反應(yīng)腔上方的石英罩有沉積的風(fēng)險(xiǎn),且設(shè)備復(fù)雜,生長(zhǎng)過(guò)程較難控制,因此設(shè)備維護(hù)和生長(zhǎng)成本高。
垂直式反應(yīng)腔以Emcore(被Veeco收購(gòu))的高速旋轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)腔(RDR)以及Thomas Swan(被Aixtron收購(gòu))的緊近耦合噴淋(CCS)反應(yīng)腔為代表。高速旋轉(zhuǎn)盤式反應(yīng)腔(RDR)的反應(yīng)物從頂部法蘭噴口進(jìn)入反應(yīng)腔,利用基座高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的泵效應(yīng),抑制了由于噴口和基座距離大而容易引起的熱對(duì)流,形成穩(wěn)定的活塞流,保證了外延生長(zhǎng)的均勻性,其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)腔內(nèi)壁沉積少、設(shè)備利用率高,但是氣體用量大。而緊耦合噴淋式(CCS)反應(yīng)腔的特點(diǎn)是噴淋頭與襯底之間的距離很小,有利于抑制熱對(duì)流獲得穩(wěn)定的層流,其優(yōu)點(diǎn)是氣體用量小、原材料利用率高,但是反應(yīng)腔內(nèi)壁沉積嚴(yán)重、清潔次數(shù)多。
對(duì)于上述主流的MOCVD設(shè)備設(shè)計(jì),除了要求反應(yīng)腔內(nèi)氣體無(wú)渦流的層流流動(dòng)以及良好的外延生長(zhǎng)均勻性這些基本要求之外,還需要考慮進(jìn)一步降低外延片的生產(chǎn)成本。對(duì)于理想的MOCVD設(shè)備的反應(yīng)腔設(shè)計(jì)需求,總結(jié)有如下幾點(diǎn):1.提高反應(yīng)腔容量和設(shè)備利用率(減少清洗維護(hù)時(shí)間等)來(lái)提高生產(chǎn)量;2.提高外延生長(zhǎng)均勻性和可重復(fù)性來(lái)提高成品率;3. 降低氣體用量,提高金屬有機(jī)氣體的利用率來(lái)降低運(yùn)行成本??梢?jiàn),上述主流的MOCVD反應(yīng)腔各有優(yōu)缺點(diǎn),并不能同時(shí)滿足以上的需求,在提高金屬有機(jī)氣體利用率和減少反應(yīng)腔側(cè)壁沉積等方面都有較大的改進(jìn)空間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種用于MOCVD設(shè)備的噴淋頭,該噴淋頭可大幅提升金屬有機(jī)氣體的利用率,基本消除反應(yīng)腔側(cè)壁的反應(yīng)物沉積,同時(shí)獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種用于MOCVD設(shè)備的噴淋頭,包括用于接收反應(yīng)氣體的進(jìn)氣室,進(jìn)氣室是一個(gè)由頂板、外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁和底板構(gòu)成的空心圓柱體,在進(jìn)氣室的下方依次設(shè)有冷卻腔和反應(yīng)腔,特征是:在進(jìn)氣室的底板上設(shè)有進(jìn)氣導(dǎo)管,在進(jìn)氣室上方的頂板的中心設(shè)有尾氣導(dǎo)管,進(jìn)氣導(dǎo)管向下穿過(guò)進(jìn)氣室下方的冷卻腔與反應(yīng)腔相連通,將進(jìn)氣室內(nèi)的反應(yīng)氣體通入反應(yīng)腔中,尾氣導(dǎo)管的上端開(kāi)口于進(jìn)氣室外,尾氣導(dǎo)管的下端向下依次穿過(guò)頂板、底板、冷卻腔后與反應(yīng)腔相連通,進(jìn)氣室內(nèi)的反應(yīng)氣體經(jīng)進(jìn)氣導(dǎo)管從上向下噴入反應(yīng)腔中,反應(yīng)腔中的尾氣經(jīng)尾氣導(dǎo)管從下向上抽出,反應(yīng)腔內(nèi)的氣體沿徑向從外側(cè)向中心流動(dòng)。
尾氣導(dǎo)管具有一個(gè)面向反應(yīng)腔的下端面,冷卻腔具有一個(gè)面向反應(yīng)腔的下表面,尾氣導(dǎo)管的下端面與冷卻腔的下表面之間具有不同的距離,該距離大于或等于零,小于冷卻腔的下表面與反應(yīng)腔中的基座之間的距離。
在進(jìn)氣室內(nèi)設(shè)有1--7個(gè)豎直的隔離壁,隔離壁將進(jìn)氣室分隔成2--8個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔,在每個(gè)進(jìn)氣腔的頂板上或側(cè)壁上設(shè)置有各自的進(jìn)氣口以接收反應(yīng)氣體,在每個(gè)進(jìn)氣腔的底板上設(shè)置有各自的進(jìn)氣導(dǎo)管,進(jìn)氣導(dǎo)管將相應(yīng)的進(jìn)氣腔內(nèi)的反應(yīng)氣體從上向下噴入反應(yīng)腔。
優(yōu)選地,在進(jìn)氣室內(nèi)設(shè)有2--3個(gè)豎直的隔離壁,隔離壁將進(jìn)氣室分隔成3--4個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔。
豎直的隔離壁是圓形或者多邊形,或者它們的組合。
多個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔包括: 1到7個(gè)輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔,1到7個(gè)輸運(yùn)第二氣體的進(jìn)氣腔,0到6個(gè)輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔。多個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔可選擇性地輸運(yùn)第一氣體、第二氣體或者第三氣體,從而進(jìn)行排列組合。
所述第一氣體為金屬有機(jī)氣體,或者金屬有機(jī)氣體和載氣的混合氣體;所述第二氣體為氫化物氣體,或者氫化物氣體和載氣的混合氣體;所述第三氣體為載氣,包括氮?dú)?、氫氣和惰性氣體中的一種或多種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
1、本發(fā)明同時(shí)具有進(jìn)氣導(dǎo)管和尾氣導(dǎo)管,和傳統(tǒng)MOCVD設(shè)備的噴淋頭有著本質(zhì)不同。傳統(tǒng)MOCVD設(shè)備的尾氣基本都是從反應(yīng)腔的外側(cè)由上向下抽出,其噴淋頭或相似功能的部件只有將氣體從上向下噴出,反應(yīng)腔內(nèi)的氣體徑向方向都從中心向外側(cè)流動(dòng)。本發(fā)明是在頂板的中心位置設(shè)置了尾氣導(dǎo)管,反應(yīng)氣體經(jīng)噴淋頭的進(jìn)氣導(dǎo)管從上向下噴入反應(yīng)腔中,最終經(jīng)噴淋頭中心的尾氣導(dǎo)管從下向上抽出,反應(yīng)腔內(nèi)的氣體沿徑向從外側(cè)向中心流動(dòng)。該獨(dú)特的氣體流動(dòng)方式可大幅減少反應(yīng)物沿程損耗的不利影響,有利于獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性。
2、本發(fā)明的尾氣導(dǎo)管具有一個(gè)面向反應(yīng)腔的下端面,冷卻腔具有一個(gè)面向反應(yīng)腔的下表面,尾氣導(dǎo)管的下端面與冷卻腔的下表面之間具有不同的距離,該距離大于或等于零,小于冷卻腔的下表面與反應(yīng)腔中的基座之間的距離。這說(shuō)明尾氣導(dǎo)管可延伸至反應(yīng)腔的內(nèi)部,通過(guò)調(diào)節(jié)尾氣導(dǎo)管的下端面與冷卻腔的下表面之間的距離,可以起到調(diào)節(jié)反應(yīng)腔內(nèi)氣體流動(dòng)的重要作用。
3、本發(fā)明中多個(gè)相互隔離的進(jìn)氣腔可選擇性地輸運(yùn)第一、第二或者第三反應(yīng)氣體,通過(guò)選擇進(jìn)氣腔合適的排列組合可以大幅提升金屬有機(jī)氣體的利用率,基本消除反應(yīng)腔的側(cè)壁的反應(yīng)物沉積。
4、在本發(fā)明中多個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔的頂板上或側(cè)壁上分別設(shè)置有相應(yīng)的進(jìn)氣口,因而可獨(dú)立控制反應(yīng)氣體流量和氣體種類,而且可以根據(jù)輸運(yùn)反應(yīng)氣體的種類,來(lái)設(shè)計(jì)進(jìn)氣導(dǎo)管的管徑大小、形狀和管間距,因此可獲得較大的外延生長(zhǎng)均勻性的工藝窗口。
5、本發(fā)明中反應(yīng)氣體流動(dòng)集中在反應(yīng)腔的基座上方的空間,保護(hù)了反應(yīng)腔下方的配件不受反應(yīng)物的污染,增加配件的使用壽命,減少設(shè)備維護(hù)成本。
附圖說(shuō)明
圖1 是設(shè)置本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例1中的MOCVD設(shè)備的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2 是本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例1中的A-A向仰視圖;
圖3 是本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例1中的B-B向俯視圖;
圖4 是本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例2中的A-A向仰視圖;
圖5 是本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例2中的B-B向俯視圖;
圖6 是本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例3中的A-A向仰視圖;
圖7 是本發(fā)明所述噴淋頭在實(shí)施例3中的B-B向俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1:
如圖1所示,本發(fā)明提供了一種用于MOCVD設(shè)備的噴淋頭,包括:用于接收反應(yīng)氣體的進(jìn)氣室1,進(jìn)氣室1是一個(gè)由頂板100、外側(cè)壁110、內(nèi)側(cè)壁120和底板130構(gòu)成的空心圓柱體,在進(jìn)氣室1中設(shè)有兩個(gè)豎直的圓形隔離壁201、202,兩個(gè)圓形隔離壁201、202將進(jìn)氣室1分隔成三個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔301、302和303,在三個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔301、302和303的頂板100上分別設(shè)置有相應(yīng)的進(jìn)氣口501、502和503,以接收不同的反應(yīng)氣體,在三個(gè)互相隔離的進(jìn)氣腔301、302和303的底板130上分別設(shè)置有相應(yīng)的進(jìn)氣導(dǎo)管401、402和403,進(jìn)氣導(dǎo)管401、402和403分別穿過(guò)進(jìn)氣室1下方的冷卻腔700與反應(yīng)腔800相連通,將進(jìn)氣腔301、302和303內(nèi)的反應(yīng)氣體通入反應(yīng)腔800中。
尾氣導(dǎo)管600采用密封圈密封的可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)置在噴淋頭的頂板100的中心,尾氣導(dǎo)管600與進(jìn)氣室1的側(cè)壁120相鄰,尾氣導(dǎo)管600由雙層不銹鋼鋼管焊接而成,中間有尾氣導(dǎo)管冷卻腔620,尾氣導(dǎo)管600的上端開(kāi)口于進(jìn)氣室1外,尾氣導(dǎo)管600的下端向下依次穿過(guò)頂板100、底板130、冷卻腔700后與反應(yīng)腔800相連通,將反應(yīng)腔800中的尾氣從下向上抽出。
反應(yīng)腔800包括側(cè)壁810、位于反應(yīng)腔800底部的基座820,基座820能夠繞中心軸旋轉(zhuǎn);在基座820的上面設(shè)有用于放置晶片的晶片區(qū);在基座820的下方設(shè)有加熱器830,通過(guò)加熱器830的加熱可以使基座820上的晶片溫度達(dá)到合適的生長(zhǎng)晶體的溫度。
如圖2和圖3所示,兩個(gè)豎直的圓形隔離壁201和202將進(jìn)氣室1分隔成三個(gè)圓環(huán)狀的進(jìn)氣腔301、302和303,且三個(gè)進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管401、402和403分別在相應(yīng)的進(jìn)氣腔301、302和303內(nèi)均勻分布,呈規(guī)則單圈或多圈同心圓排列,保證所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管401進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同,所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管402進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同,所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管403進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同。
本實(shí)施例中,三個(gè)進(jìn)氣腔從外到內(nèi)依次為輸運(yùn)第二氣體的進(jìn)氣腔302、輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔301和輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔303。所述第一氣體為金屬有機(jī)氣體,或者金屬有機(jī)氣體和載氣的混合氣體;所述第二氣體為氫化物氣體,或者氫化物氣體和載氣的混合氣體;所述第三氣體為載氣,包括氮?dú)?、氫氣和惰性氣體中的一種或多種。
三個(gè)進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管401、402和403呈規(guī)則的單圈或多圈同心圓排列,其中輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣導(dǎo)管401采用了單圈結(jié)構(gòu),以形成足夠快的流速,保證金屬有機(jī)氣體到達(dá)基座820表面的輸運(yùn)能力,以能覆蓋基座820的外緣為佳。
氫化物氣體經(jīng)進(jìn)氣腔302接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管402噴出,一方面帶動(dòng)其內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體以水平流形式向中心流動(dòng),同時(shí)也阻止了內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體向反應(yīng)腔800的側(cè)壁810擴(kuò)散,防止側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積。
載體經(jīng)進(jìn)氣腔303接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管403噴出,將混合而成的金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體向下壓制,即可阻止金屬有機(jī)氣體向上方的噴淋頭以及尾氣導(dǎo)管600的管壁610的擴(kuò)散,減少上述區(qū)域反應(yīng)物的沉積,更重要的作用是可以增加金屬有機(jī)氣體向基座820上的沉積效率,提高金屬有機(jī)氣體利用率,還可通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)該區(qū)域外延時(shí)的生長(zhǎng)速度。
反應(yīng)氣體在經(jīng)噴淋頭從上到下輸運(yùn)到基座820的同時(shí),在基座820的下方設(shè)有腔體吹掃氣體進(jìn)氣口840,腔體吹掃氣體可以是第二氣體或者是第三氣體,氣流從下向上吹,以阻止上方下來(lái)含有金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體的混合氣體向基座820下方的腔體流動(dòng),防止反應(yīng)腔800的側(cè)壁810下腔體部分的沉積以及保護(hù)加熱器830。
在本實(shí)施例中,MOCVD設(shè)備的噴淋頭同時(shí)具有進(jìn)氣導(dǎo)管401、402和403和尾氣導(dǎo)管600,和傳統(tǒng)MOCVD設(shè)備的噴淋頭有著本質(zhì)不同。傳統(tǒng)MOCVD設(shè)備的尾氣基本都是從反應(yīng)腔的外側(cè)由上向下抽出,其噴淋頭或相似功能的部件只有將氣體從上向下噴出,反應(yīng)腔內(nèi)的氣體徑向方向都從中心向外側(cè)流動(dòng)。本實(shí)施例的MOCVD設(shè)備的噴淋頭在中心位置設(shè)置了尾氣管600,反應(yīng)氣體經(jīng)噴淋頭中心的尾氣管600從下向上被抽出,反應(yīng)腔800內(nèi)的氣體沿徑向從外側(cè)向中心流動(dòng)。該獨(dú)特的氣流流動(dòng)方式可大幅減少反應(yīng)物沿程損耗的不利影響,有利于獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性。
本實(shí)施例中的尾氣導(dǎo)管600延伸至反應(yīng)腔800的內(nèi)部。冷卻腔700的下表面與反應(yīng)腔800內(nèi)的基座820之間的距離為70mm,而尾氣導(dǎo)管600的下端面與冷卻腔700的下表面之間的距離為35mm。通過(guò)調(diào)節(jié)(由于尾氣導(dǎo)管是密封圈密封的可拆卸結(jié)構(gòu),在開(kāi)爐的時(shí)候可以拆卸更換,同時(shí)可以調(diào)節(jié)該距離)尾氣導(dǎo)管600的下端面與冷卻腔700的下表面之間的距離,可以起到調(diào)節(jié)反應(yīng)腔800內(nèi)氣體流動(dòng)的重要作用。
本實(shí)施例氣體輸運(yùn)的特點(diǎn)為:(1)金屬有機(jī)氣體集中由輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔301接收并從較少數(shù)量的進(jìn)氣導(dǎo)管401進(jìn)入反應(yīng)腔800,保證了高濃度的金屬有機(jī)氣體快速的達(dá)到基座820,大幅提高了金屬有機(jī)氣體的利用率。(2)氫化物氣體由位于噴淋頭外側(cè)的輸運(yùn)第二氣體的進(jìn)氣腔302接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管402進(jìn)入反應(yīng)腔800,既帶動(dòng)了其內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體以水平流形式向中心流動(dòng),又阻止金屬有機(jī)氣體向反應(yīng)腔800的側(cè)壁810擴(kuò)散,防止側(cè)壁810沉積。(3)載體經(jīng)輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔303接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管403噴出將混合而成的金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體向下壓制,防止在噴淋頭中心區(qū)域形成湍流,提高反應(yīng)腔800的氣體流動(dòng)的穩(wěn)定性,同時(shí)阻止金屬有機(jī)氣體向上方的噴淋頭以及尾氣導(dǎo)管600的管壁610的擴(kuò)散,減少反應(yīng)物的沉積,而且也可以增加金屬有機(jī)氣體向基座820上的沉積效率,通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)該區(qū)域外延時(shí)的生長(zhǎng)速度。(4)基座820下方設(shè)置腔體吹掃氣體進(jìn)氣口840,氣流從下向上吹,防止反應(yīng)腔800的側(cè)壁810下腔體部分的沉積以及保護(hù)加熱器830。(5)反應(yīng)氣體最終從位于噴淋頭中心的尾氣管600從下向上被抽出,因此反應(yīng)腔800內(nèi)氣體徑向方向是從從外側(cè)向中心流動(dòng),減少了反應(yīng)物沿程損耗的不利影響。
可見(jiàn),三個(gè)進(jìn)氣腔301、302和303內(nèi)的反應(yīng)氣體各司其職,形成反應(yīng)腔800內(nèi)獨(dú)特的氣流流動(dòng)方式,保證穩(wěn)定的層流流動(dòng),不僅大幅提升了金屬有機(jī)氣體利用率而且大幅減少反應(yīng)腔800的側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積。由于三個(gè)進(jìn)氣腔301、302和303內(nèi)的反應(yīng)氣體可通過(guò)進(jìn)氣口501、502和503單獨(dú)控制氣體流量,因此可獲得較大的外延生長(zhǎng)均勻性的工藝窗口。
三個(gè)進(jìn)氣腔301、302和303的反應(yīng)氣體除了上述的組合之外,還有其他的氣體組合同樣可以達(dá)到上述實(shí)施例的效果。表1列出了若干可行的反應(yīng)氣體組合。
。
實(shí)施例2:
如圖4和圖5所示,實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基本相同,不同之處在于:
三個(gè)豎直的圓形隔離壁201、202和203將進(jìn)氣室1分隔成四個(gè)圓環(huán)狀的進(jìn)氣腔301、302、303和304,且四個(gè)進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管401、402、403和404分別在相應(yīng)的進(jìn)氣腔301、302、303和304內(nèi)均勻分布,呈規(guī)則單圈或多圈同心圓排列。
本實(shí)施例中,四個(gè)進(jìn)氣腔從外到內(nèi)依次為輸運(yùn)第二氣體的進(jìn)氣腔302、輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔301和輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔303、304。所述第一氣體為金屬有機(jī)氣體,或者金屬有機(jī)氣體和載氣的混合氣體;所述第二氣體為氫化物氣體,或者氫化物氣體和載氣的混合氣體;所述第三氣體為載氣,包括氮?dú)?、氫氣和惰性氣體中的一種或多種。
四個(gè)進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管401、402、403和404呈規(guī)則單圈或多圈同心圓排列,其中輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣導(dǎo)管401采用了單圈結(jié)構(gòu)而且數(shù)量更少,進(jìn)一步增強(qiáng)了金屬有機(jī)氣體到達(dá)基座820表面的輸運(yùn)能力,以能覆蓋基座820的外緣為佳。
實(shí)施例1中的進(jìn)氣腔303輸運(yùn)第三氣體,本實(shí)施例中的兩個(gè)進(jìn)氣腔303和304同時(shí)輸運(yùn)第三氣體,這樣可以進(jìn)一步增強(qiáng)調(diào)節(jié)氣體流動(dòng)和外延生長(zhǎng)速度的能力。
載體經(jīng)輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔303接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管403噴出,將混合而成的金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體往下壓,形成壓制氣流。壓制氣流可阻止金屬有機(jī)氣體向上方的噴淋頭擴(kuò)散,減少噴淋頭上該區(qū)域反應(yīng)物的沉積,也可以增加金屬有機(jī)氣體向基座820上襯底的沉積效率,提高金屬有機(jī)氣體利用率,也可通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)該區(qū)域外延時(shí)的生長(zhǎng)速度。
載體經(jīng)輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔304接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管404噴出,將阻擋金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體在進(jìn)入尾氣管之前向上擴(kuò)散,防止在噴淋頭中心區(qū)域形成湍流,提高反應(yīng)腔800內(nèi)氣體流動(dòng)的穩(wěn)定性,減少金屬有機(jī)氣體在尾氣導(dǎo)管600的管壁610和噴淋頭中心的沉積。
四個(gè)進(jìn)氣腔301、302、303和304的反應(yīng)氣體除了上述的組合之外,還有其他的氣體組合同樣可以達(dá)到上述實(shí)施例的效果。表2列出了若干可行的反應(yīng)氣體組合。
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實(shí)施例3:
如圖6和圖7所示,實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)基本相同,不同之處在于:
兩個(gè)豎直的六邊形隔離壁201和202將進(jìn)氣室1分隔成三個(gè)進(jìn)氣腔301、302和303,且三個(gè)進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管401、402和403分別在相應(yīng)的進(jìn)氣腔301、302和303內(nèi)均勻分布,呈正六邊形單圈或多圈排列。
本實(shí)施例中,三個(gè)進(jìn)氣腔從外到內(nèi)依次為輸運(yùn)第二氣體的進(jìn)氣腔302、輸運(yùn)第一氣體的進(jìn)氣腔301和輸運(yùn)第三氣體的進(jìn)氣腔303。所述第一氣體為金屬有機(jī)氣體,或者金屬有機(jī)氣體和載氣的混合氣體;所述第二氣體為氫化物氣體,或者氫化物氣體和載氣的混合氣體;所述第三氣體為載氣,包括氮?dú)?、氫氣和惰性氣體中的一種或多種。
三個(gè)進(jìn)氣腔301、302和303的反應(yīng)氣體除了上述的組合之外,還有其他的氣體組合同樣可以達(dá)到上述實(shí)施例的效果。表3列出了若干可行的反應(yīng)氣體組合。
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