[发明专利]热化学气相沉积反应器以及提高反应器中热辐射率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产化合物半导体光电器件的热化学气相沉积反应器以及提高反应器中热辐射率的方法。

背景技术

热化学气相沉积反应器，尤其是金属有机物化学气相沉淀系统（以下简称MOCVD）是用于生产半导体光电器件的最核心设备。在金属有机物化学气相沉淀（MOCVD）过程中，反应气体从气源被引入反应腔，使放置在反应腔内的外延片上外延生长形成晶格结构薄膜。

Emissivity代表了物体表面的在一定温度下向外辐射热量的能力（数值在0~1之间的系数），称为热辐射率，通常越是光亮的物质（如抛光的银）热辐射率越低，相反就是越是毛糙、灰暗的物体热辐射率数值越高。

在上述外延生长的高温化学反应过程中，MOCVD反应腔中的温度非常高，通常达到1200°C左右，安装在反应腔内的某些器件，如：加热电阻丝钼Mo和反应腔内壁不锈钢（stainless steel），这些器件具有抛光的金属表面，随着长时间反应的进行，本来光亮的器件表面会积累一些沉积物，或者表面材料被氧化，这些原因都会造成器件的热辐射率上升，比如反应腔内壁的热辐射率本来是只有不到0.1的，时间长了之后就变成大于0.7了，Mo加热电阻丝的热辐射率本来是0.05，长时间运行后就变成大于0.2了，热辐射率的变化会影响反应腔内的热场分布，随着时间的推移，加工效果越来越偏离理想值。

发明内容

本发明提供的一种对MOCVD反应腔中的器件进行表面处理以提高热辐射率的方法，使反应腔中的器件表面在反应开始之前就达到稳定的热辐射率，从而保证了加工的均一性和效果。

为了达到上述目的，本发明提供一种对热化学气相沉积反应器中的器件进行表面处理以提高热辐射率的方法，在进行反应之前，对反应腔中的器件预先进行表面处理，从而提高器件的热辐射率数值使反应腔中器件表面相对未处理前的热辐射数值提高3倍以上，其中所述反应腔中的器件包括加热电阻丝钼Mo和反应腔内壁不锈钢。

一种热化学气相沉积反应器，包括一个反应腔体，以及腔体内包围的一个基盘，所述基盘包括上表面用于安装待处理基片，下表面接受一个加热器的热辐射，其中所述反应腔体的内壁具有预处理内壁使反应腔体内壁的热辐射率大于0.5。

所述加热器的表面热辐射率大于0.2。

所述加热器的表面热辐射率大于0.3。

所述反应腔内壁的表面热辐射率大于0.6。

所述热化学气相沉积反应器是金属有机物化学气相沉积反应器。

本发明使反应腔中的器件表面在反应开始之前就达到稳定的热辐射率，从而保证了加工的均一性和效果。

附图说明

图1为运用本发明MOCVD反应器的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1，具体说明本发明的较佳实施例。

本发明提供一种对热化学气相沉积反应器中的器件进行表面处理以提高热辐射率的方法，在进行反应之前，对反应腔中的器件预先进行表面处理，改变器件表面的粗糙度或者器件表面的材料组成，使器件表面钝化，从而提高器件的热辐射率数值。

所述热化学气相沉积反应器是金属有机物化学气相沉积反应器（MOCVD）。

如图1所示，MOCVD反应器包括反应腔100，反应腔内包括一个基盘104，基盘104上表面放置待处理的基片105。基盘下方包括一个加热器103，如钼Mo材料的电阻丝，用来加热基盘下表面，使得基盘上方的基片在反应过程中达到1200度左右的合适温度。基盘由一个选择轴24驱动旋转。反应器还包括一个抽气装置106用来抽走反应完成后的反应气体。反应器顶部包括一个气体喷淋头101，将来自气源41经过气体管道43到达气体喷淋头第一气孔的第一反应气体和来自气源42经过气体管道44到达气体喷淋头第二气孔的第二反应气体分别喷入反应腔内。气体喷淋头101还包括冷却液50经过管道51将气体喷淋头内朝向反应区的热量带走以维持喷淋头101表面的温度。除了图1所示的MOCVD反应腔结构也可以有其它结构，如反应气体不是从上方气体喷淋头喷出而是从基片上水平流过的反应腔结构。也有利用等离子解离再过滤等离子体后流入反应腔的结构，这些结构都不影响本发明方法的实现，可以采用本发明方法来提高加工效果的均一性。

在MOCVD反应腔中，主要是对加热电阻丝钼Mo和反应腔内壁不锈钢进行表面处理。

所述的表面处理方法有很多种实现方式，以下具体列举。

实施例1

表面处理方法包含以下步骤：

步骤1、对器件进行氧化处理；