[发明专利]反应室及其气流控制方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体地说，涉及一种反应室及其气流控制方法。

背景技术

金属有机化合物化学气相沉淀（Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD技术是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在反应室中进行，反应气体通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。

MOCVD系统主要包括：用于供给Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物的源供给系统，输送反应气体的气体输送系统，反应室以及尾气处理系统等。反应室是源材料在衬底上进行外延生长的地方，对外延层厚度、组分的均匀性、异质结果梯度、本底杂质浓度以及外延膜产量具有较大影响。

类似地，在其它化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)技术中也会使用到类似MOCVD技术中的反应室，指高温下的气相反应，例如，金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解，氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料的方法。这种技术最初是作为涂层的手段而开发的，但目前，不只应用于耐热物质的涂层，而且应用于高纯度金属的精制、粉末合成、半导体薄膜等。

比如，在MOCVD技术中用到的反应室根据工艺的需求，通常可以划分为两路气流反应室、分离气路反应室、三路气流反应室，在两路气流反应室中，主气流流向与衬底表面平行，次气流流向与衬底表面垂直。而在分离气路反应室中，主气流在进入反应室之前，气源被分成两路。

下面对基片边缘部分进行处理进行简单描述。

如图1所示，为现有技术中反应室基座边缘位置处的反应气体流动示意图，该基座101可以是加热盘或者是普通的托盘，在该基座101上固定有待处理的基片（图中未示出）。如果反应室中没有设置导流环的话，该内壁102可以指反应室本身的内壁；如果反应室中设置有导流环的话，该内壁102则是指导流环壁，详细不再赘述。在基座101不断旋转的过程中，反应气体对基座101上基片的边缘部分进行化学处理。但是，由于基座101的高速旋转，使得在反应气体在基座101的边缘部分以很高的线性速度撞击内壁102，从而在该基座101的边缘部分和内壁102形成局部涡流如图1中虚线圆圈所圈示，从而影响对基片化学处理的均匀性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种反应室及其气流控制方法，用以改善现有技术中基片化学处理的均匀性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种反应室，该反应室包括：

基座，用于在反应室内设置基片；

控制单元，用于实时监测对基片进行处理过程中所述反应室内的反应环境，并根据所述反应环境控制反应室内的加工工艺；

可移动导流环，设置在所述基座的边缘部分与所述反应室的侧壁对应位置之间；

驱动单元，与所述可移动导流环连接，用于根据所述控制单元实时监测到的反应环境，使所述可移动导流环升降，并停止在适合所述加工工艺的位置，从而改变所述基座的边缘部分与所述反应室的侧壁对应位置之间的开度，以流导反应室内的气流。

优选地，在本发明的一实施例中，所述控制单元包括气体流量监测单元，用于实时监测对基片进行处理过程中所述反应室内的气体流量变化。

优选地，在本发明的一实施例中，所述控制单元还包括温度和沉积层厚度监测单元，分别用于根据监测到基片的沉积层厚度选择具有不同的反应气体的加工工艺和控制适合所述加工工艺的基座的边缘部分与所述反应室的侧壁对应位置之间的开度。

优选地，在本发明的一实施例中，所述可移动导流环在靠近基座的托盘边缘的下端具有不同的厚度，其中第一高度处的厚度大于第二高度处的厚度，所述第一高度大于第二高度。

优选地，在本发明的一实施例中，所述可移动导流环包括若干个可独立控制以升降的子导流环，以使所述基座的边缘部分与所述反应室的侧壁对应位置之间的形成任意的开度。

优选地，在本发明的一实施例中，所述可移动导流环包括的若干个子导流环具有不同的内径，以使可移动导流环呈台阶状。

优选地，在本发明的一实施例中，反应室还包括反应气体喷头，与所述托盘相对并向基座喷射反应气体。