Cvd設(shè)備及cvd設(shè)備保護層形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及CVD(Chemical Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積)領(lǐng)域，尤其涉及一種CVD設(shè)備及CVD設(shè)備保護層形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]CVD設(shè)備一般包括反應(yīng)腔及位于反應(yīng)腔上的上蓋，上蓋通過其內(nèi)部特有的結(jié)構(gòu)設(shè)計輸運氣態(tài)原材料到反應(yīng)腔中進行反應(yīng)。
[0003]由于上蓋的內(nèi)表面面積較大，一個全新或者剛周期性維護后的上蓋在導(dǎo)入前期，氣態(tài)原材料會在上蓋內(nèi)表面上吸附，一部分氣態(tài)原材料還會與上蓋散發(fā)出來的雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致實際參與反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)的氣態(tài)原材料摩爾量變少，無法達到預(yù)設(shè)工藝條件，使得CVD設(shè)備無法快速正常的導(dǎo)入工業(yè)運轉(zhuǎn)。
[0004]目前，針對這個現(xiàn)象，普遍使用的辦法是不停地通入氣態(tài)原材料，讓氣態(tài)原材料與上蓋內(nèi)表面充分接觸和反應(yīng)，直至上蓋內(nèi)表面覆蓋一層致密的保護層，之后氣態(tài)原材料才能完全進入到反應(yīng)腔進行反應(yīng)，但是，這個過程比較漫長，且浪費了大量的電力和原材料成本，對大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)來說是極大的浪費和損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種CVD設(shè)備及CVD設(shè)備保護層形成方法。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供一種CVD設(shè)備，包括反應(yīng)腔及與所述反應(yīng)腔配合的蓋體，所述設(shè)備還包括氣體發(fā)生器，穿透所述蓋體而與所述反應(yīng)腔連通，所述氣體發(fā)生器用于提供氧化性氣體及原材料氣體；其中，所述氧化性氣體及所述原材料氣體于蓋體內(nèi)表面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成覆蓋所述蓋體內(nèi)表面的保護層。
[0007]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述設(shè)備還包括位于所述反應(yīng)腔內(nèi)的加熱器，所述加熱器用于輔助所述氧化性氣體及所述原材料氣體之間的所述化學(xué)反應(yīng)。
[0008]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述加熱器用于控制所述蓋體的溫度維持在0~350°C范圍內(nèi)。
[0009]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述氣體發(fā)生器包括用以提供所述氧化性氣體的第一氣體發(fā)生器及用以提供所述原材料氣體的第二氣體發(fā)生器。
[0010]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述第一氣體發(fā)生器及所述第二氣體發(fā)生器分別包括第一氣體流量計及第二氣體流量計，所述第一氣體流量計及所述第二氣體流量計用于控制所述氧化性氣體及所述原材料氣體的充入時長、順序、比例及循環(huán)次數(shù)。
[0011]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述第二氣體發(fā)生器包括用于產(chǎn)生惰性氣體的惰性氣體發(fā)生器及用于產(chǎn)生所述原材料氣體的原材料儲存器，所述惰性氣體攜帶所述原材料氣體進入所述反應(yīng)腔。
[0012]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述設(shè)備還包括連通所述反應(yīng)腔的尾氣排放系統(tǒng)，所述尾氣排放系統(tǒng)至少用于排出未形成所述保護層的所述原材料氣體。
[0013]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，所述CVD設(shè)備為MOCVD設(shè)備。
[0014]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實施方式提供一種CVD設(shè)備保護層形成方法，所述設(shè)備包括反應(yīng)腔及與所述反應(yīng)腔配合的蓋體，所述方法包括步驟:
充入氧化性氣體及原材料氣體；
使所述氧化性氣體及所述原材料氣體于所述蓋體內(nèi)表面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成覆蓋所述蓋體內(nèi)表面的所述保護層。
[0015]作為本發(fā)明一實施方式的進一步改進，步驟“充入氧化性氣體及原材料氣體”之前還包括步驟:加熱所述蓋體，使得蓋體內(nèi)表面的溫度維持于第一溫度區(qū)間內(nèi)。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過控制氧化性氣體及原材料氣體的輸入，可以使得氧化性氣體及原材料氣體于殼體內(nèi)表面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而直接形成覆蓋蓋體內(nèi)表面的保護層，如此，實現(xiàn)了保護層的快速成型，有效降低設(shè)備的安裝導(dǎo)入使用/異?；謴?fù)的周期，提高設(shè)備的利用效率，節(jié)約能源，確保工業(yè)生產(chǎn)的競爭優(yōu)勢，同時，降低了原材料成本。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一實施方式的CVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一實施方式的CVD設(shè)備保護層形成方法步驟圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合附圖所示的【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0020]在本發(fā)明的各個圖示中，為了便于圖示，結(jié)構(gòu)或部分的某些尺寸會相對于其它結(jié)構(gòu)或部分夸大，因此，僅用于圖示本發(fā)明的主題的基本結(jié)構(gòu)。
[0021]另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空間相對位置的術(shù)語是出于便于說明的目的來描述如附圖中所示的一個單元或特征相對于另一個單元或特征的關(guān)系。空間相對位置的術(shù)語可以旨在包括設(shè)備在使用或工作中除了圖中所示方位以外的不同方位。例如，如果將圖中的設(shè)備翻轉(zhuǎn)，則被描述為位于其他單元或特征“下方”或“之下”的單元將位于其他單元或特征“上方”。因此，示例性術(shù)語“下方”可以囊括上方和下方這兩種方位。設(shè)備可以以其他方式被定向(旋轉(zhuǎn)90度或其他朝向)，并相應(yīng)地解釋本文使用的與空間相關(guān)的描述語。
[0022]如圖1所示，為本發(fā)明一實施方式的CVD設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，CVD設(shè)備100包括反應(yīng)腔20、與所述反應(yīng)腔20配合的蓋體10及氣體發(fā)生器30，氣體發(fā)生器30穿透所述蓋體10而與所述反應(yīng)腔20連通，所述氣體發(fā)生器30用于提供氧化性氣體A及原材料氣體B ;其中，所述氧化性氣體A及所述原材料氣體B于蓋體內(nèi)表面101處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成覆蓋所述蓋體內(nèi)表面101的保護層(未標(biāo)示)。
[0023]這里，需要說明的是，氧化性氣體A例如為空氣或氧氣；原材料氣體B可依據(jù)CVD設(shè)備100的實際運用情況而定，例如，當(dāng)CVD設(shè)備100用于生產(chǎn)GaN基材料時，可以使用氣態(tài)TMGa作用原材料氣體B。覆蓋于蓋體內(nèi)表面101的保護層即為氧化性氣體A及原材料氣體B化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，例如當(dāng)原材料氣體B為Cp2Mg時，保護層即為MgO覆蓋層，如此，可防止設(shè)備100在工藝過程中受到蓋體10中雜質(zhì)的影響。蓋體10上還形成有讓氣體通過的貫穿孔(未標(biāo)示)，于所述貫穿孔內(nèi)壁處也可形成所述保護層，或者說，蓋體內(nèi)表面101包括所述貫穿孔內(nèi)壁。蓋體10與反應(yīng)腔20之間為密封連接，如此可防止有害氣體擴散至設(shè)備100外部，污染環(huán)境，甚至危害工作人員健康。
[0024]在本實施方式中，通過控制氧化性氣體A及原材料氣體B的輸入，可以使得氧化性氣體A及原材料氣體B于殼體內(nèi)表面101處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而直接形成覆蓋蓋體內(nèi)表面101的保護層，如此，實現(xiàn)了保護層的快速成型，有效降低設(shè)備100的安裝導(dǎo)入使用/異?；謴?fù)的周期，提高設(shè)備100的利用效率，節(jié)約能源，確保工業(yè)生產(chǎn)的競爭優(yōu)勢；另外，由于保護層由氧化性氣體A及原材料氣體B經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)而成，只需要提供少量的原材料就可以形成所需的保護層，降低了原材料成本。
[0025]本發(fā)明適用全新的蓋體或是周期性維護的蓋體，所述CVD設(shè)備100可為MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposit1n，金屬有機化合物化學(xué)氣相沉淀)設(shè)備。
[0026]如圖1所示，所述設(shè)備100還包括位于所述反應(yīng)腔20內(nèi)的加熱器50，所述加熱器50用于輔助所述氧化性氣體A及所述原材料氣體B之間的所述化學(xué)反應(yīng)，所述加熱器50可控制所述蓋體10的溫度維持在0~350°C范圍內(nèi)，較佳為20~350°C，但不以此為限，加熱器50的溫度可以根據(jù)具體情況而定，例如原材料氣體B種類、保護層致密程度需求等。這里，通過控制蓋體10的溫度，可以有效調(diào)整氧化性氣體A及所述原材料氣體B化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的沉積速度，同時，不同的溫度可以沉積不同致密程度的保護層。另外，本發(fā)明的加熱器50靠近蓋體10設(shè)置，加熱器50產(chǎn)生的熱量可以充分利用，大大提高了加熱器50熱量利用率，節(jié)約電能；加熱器50可以通過外接的AC電源供電。
[0027]所述設(shè)備100還可包括與加熱器50連接的溫度感測器(未標(biāo)示)，用于感測蓋板10的溫度，溫度感測器同時可反饋蓋板10的溫度信息至加熱器50，如此，加熱器50可以控制蓋板10維持在第一溫度區(qū)間內(nèi)，所述第一溫度區(qū)間可使得化學(xué)反應(yīng)穩(wěn)定快速進行，且所述第一溫度區(qū)間由具體的原材料氣體B種類、設(shè)備100尺寸等因素決定。在其他實施方