[发明专利]用于金属有机气相沉积设备的进气喷头

说明书

技术领域

本发明涉及用于制造III-V族化合物半导体的装置和方法，特别涉及到有机金属化学气相沉积(MOCVD)设备的反应室进气喷头结构。

技术背景

MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition金属有机物化学气相沉积)设备，适合化合物半导体氮化镓、砷化镓、磷化铟、氧化锌等功能结构材料的规模化工业生产。通过MOCVD生长技术外延的材料其质量取决于反应气体通过进气喷头后的气流输运状态和在衬底表面温场内的后续反应，气态反应物要混合均匀但是不能提前发生分解化合反应，要在衬底表面形成流速均一的层流模式，同时要克服高温的扰动，实现均匀生长。

多孔喷淋结构是目前MOCVD反应室进气喷头主要采用的结构方式，如采用沐浴头结构，进气孔均匀密集分布，或采用多孔直线排列，不同反应气体相互间隔进气的喷头结构。如何实现有机金属源气体以及氨气等气态反应物在反应室中形成合适的气流模式，MOCVD进气喷头的优化设计至关重要。美国专利US2008/080044公开了一种与本发明类似的一种结构喷头，其特征是进气由一组螺旋通道构成，该进气装置包括用于第一前体气体的第一螺旋气体通道和用于第二前体气体的第二螺旋气体通道，每一条螺旋气体通道具有用于将相应前体气体注入到前体混合区域中的注入孔，还有用于热交换介质的第三螺旋通道。国内专利CN101122012A公开了一种大面积梳状结构的喷淋头，主要结构包括每一种源的进气总管，进气支管，支管的同侧加工均匀布置的喷淋孔，两种源的进气支管梳状平行排布，进气总管从整体结构两侧独立送气，通过支管小孔在反应腔衬底上方均匀喷射。MOCVD进气喷头结构上要保证反应物在到达衬底前均匀混合并形成合适的层流模式，还要对于进气流量和进气速度的调节上有较好的灵活性，以便一旦出现晶体质量和厚度不均匀的情况，容易调整均匀性。由于市场需求和降低制造成本的要求，MOCVD设备的生产能力还需要进一步加大，这对于反应室进气喷头提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于金属有机化学气相沉积系统的进气喷头结构，反应气或载气通过这种进气喷头进入到金属有机气相沉积设备反应室内，达到均匀混合，控制反应气体在生长室内的预反应，减少预沉积，提高外延片的晶体均匀性；与常规MOCVD进气喷头相比，降低制作加工难度，减少维护次数；这种进气喷头结构容易扩展进气面积，从而提高MOCVD的每炉产能，降低生产成本。

本发明提供一种用于金属有机气相沉积设备的进气喷头，包括：

多个进气管路；

一上层板，该上层板为圆盘状；

一外壳体，该外壳体为圆筒状，位于上层板的下面；

一下层板，该下层板为圆盘状，位于外壳体的下面；

气体分配管路，位于下层板上面、外壳体内部，多个进气管路穿过上层板与气体分配管路相连通。

附图说明

以下参考附图是对具体实施例的详细描述，将会更好地理解本发明的内容和特点，其中：

图1是本发明的一个具体实施例的三维俯视示意图。

图2是图1中沿A-A向的三维剖视图。

图3是图1是去掉上层板三维俯视图。

图4是有机源分配管路与氢化物分配管路构成单环叉指型气体分配管路的三维俯视示意图。

图5是下层板三维俯视图。

图6是图3B-B向的局部三维剖视图。

图7是下层板三维上视图。

图8是本发明的另一个具体实施例的三维俯视示意图(去掉上层板)。

具体实施方式

请参阅图2、4所示，本发明提供一种用于金属化学气相沉积设备反应室的进气喷淋头，包括：

多个进气管路02。

一上层板03，该上层板03为圆盘状。

一外壳体04，该外壳体04为圆筒状，位于上层板03的下面。

一下层板06，该下层板06为圆盘状，位于外壳体04的下面。