[发明专利]金属有机气相沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，特别涉及一种金属有机气相沉积装置。

背景技术

化学气相沉积(Chemical vapor deposition，简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术，其通过化学气相沉积装置得以实现。具体地，CVD装置通过进气装置将反应气体通入反应室中，并控制反应室的压强、温度等反应条件，使得反应气体发生反应，从而完成沉积工艺步骤。为了沉积所需薄膜，一般需要向反应室中通入多种不同的反应气体，且还需要向反应室中通入载气或吹扫气体等其他非反应气体，因此在CVD装置中需要设置多个进气装置。

金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)装置主要用于氮化镓、砷化镓、磷化铟、氧化锌等III-V族，II-VI族化合物及合金的薄层单晶功能结构材料的制备，随着上述功能结构材料的应用范围不断扩大，MOCVD装置已经成为化学气相沉积装置的重要装置之一。MOCVD一般以II族或III族金属有机源和VI族或V族氢化物源等作为反应气体，用氢气或氮气作为载气，以热分解反应方式在基板上进行气相外延生长，从而生长各种II-VI化合物半导体、III-V族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。由于II族或III族金属有机源和VI族或V族氢化物源的传输条件不同，因此需要通过不同的进气装置分别将II族或III族金属有机源和VI族或V族氢化物源传输至基板上方。

现有技术中的金属有机化学气相沉积装置一般包括：

反应腔；

位于所述反应腔顶部的喷淋组件，所述喷淋组件包括两个进气装置，所述两个进气装置分别将II族或III族金属有机源和VI族或V族氢化物源传输至基板上方；

与所述喷淋组件相对设置的基座，所述基座具有加热单元，所述基座用于支撑和加热基板。

更多关于金属有机化学气相沉积装置请参考公开号为US2009/0250004A1的美国专利。

然而，以现有的金属有机化学气相沉积装置所形成的薄膜存在不均匀，且形成薄膜速率低的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种金属有机气相沉积装置，提高所述金属有机气相沉积装置形成的膜的均匀性，同时提高薄膜的形成速率。

为解决上述问题，本发明提供一种金属有机气相沉积装置，包括：

一种金属有机气相沉积装置，其特征在于，包括：

用于进行金属有机气相沉积的反应腔；

位于所述反应腔底部的基座，所述基座用于承载待沉积基底；

位于所述反应腔顶部的喷淋组件，所述喷淋组件用于将反应气体分配至所述反应腔内，所述喷淋组件包括中心进气装置和包围所述中心进气装置的外围进气装置，其中，所述中心进气装置用于将第一气体以第一通量分配至中心进气装置与基座之间的区域，所述第一气体为III族金属有机源气体、V族氢化物源气体和载气，其中，所述第一气体中的III族金属有机源气体和V族氢化物源气体具有第一流量比，所述外围进气装置用于将第二气体以第二通量分配至所述反应腔的外围区域，从而减弱第一气体分配的热对流涡旋，所述第二气体为载气、III族金属有机源气体和V族氢化物源气体，其中，所述第二气体中的III族金属有机源气体和V族氢化物源气体具有第二流量比，且所述第二流量比与第一流量比不同。

可选的，所述中心进气装置的半径大于基座半径15～25mm。

可选的，所述中心进气装置到所述基座的距离为20～30mm。

可选的，所述第二通量为第一通量的2～10倍。

可选的，所述第二流量比大于9或小于1/9。

可选的，所述基座的旋转速度为900RPM～1500RPM。

可选的，所述外围进气装置包括第三进气装置和冷却装置。

可选的，所述第三进气装置包括若干子进气装置。

可选的，所述若干子进气装置分别将III族金属有机源气体和载气，以及V族氢化物源气体和载气传输至反应腔的外围区域。

可选的，所述外围进气装置具有外围进气口，所述外围进气口位于与反应腔相接触的一侧。

可选的，所述外围进气口的数量为1～4个。

可选的，所述III族金属有机源包括Ga(CH3)3、In(CH3)3、Al(CH3)3、Ga(C2H5)3、Zn(C2H5)3气体中的一种或多种。