[发明专利]一种MOCVD反应室及其应用

说明书

本发明公开了一种MOCVD反应室及其应用，该反应室包括反应室腔体(1)、上承载盘(2)、下承载盘(3)、氢化物气源进气口(4)、有机化合物气源进气口(5)、挡板(6)和出气口(7)；其中，所述上承载盘(2)中还设有上加热丝；所述下承载盘(3)中还设有下加热丝和高度调整装置；所述下承载盘(3)能够上下移动；所述挡板(6)能够上下移动。其用于原位双面生长，通过将有机化合物气源及氢化物气源进气口分开并用挡板隔离开来，避免了预反应，降低反应室内附着物、颗粒物等产生的几率，改善了外延片的表观。

技术领域

本发明涉及化合物半导体薄膜沉积设备，具体涉及一种MOCVD反应室及其应用。

背景技术

金属有机物化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)是一种利用有机金属热分解反应进行气相外延生长薄膜的化学气相沉积技术。用于IIIA-VA族、IIB-VIA族化合物半导体，如氮化镓、砷化镓、磷化铟、氧化锌等功能结构材料的制备，尤其适合规模化工业生产，因此成为目前化合物半导体外延材料生产和研究的关键设备，是当前生产半导体光电器件和微波器件材料的主要手段，应用领域广泛。反应室(Reactor Chamber)主要是所有气体混合及发生反应的地方。在腔体中会有一个乘载盘用来乘载衬底，这个乘载盘必须能够有效率地吸收从加热器所提供的能量而达到薄膜成长时所需要的温度。

目前，相关技术为了优化半导体器件的特性、提升太阳电池的效率、降低生产成本，提出了双面生长的需求。相关技术中制备了GaInP/GaAs/InGaAsP/InGaAs四结级联太阳电池，通过在GaAs衬底的第一面设置有GaInP/GaAs双结电池，第二面设置有一渐变过渡层，并通过该渐变过渡层与InGaAsP/InGaAs双结电池级联。一般而言，双面生长是先在衬底的上表面进行外延生长，然后将外延片传出反应室取出翻转180°后，重新传入反应室，在衬底的下表面进行第二次外延生长。多次取放片将引入人为损伤及增加操作人员工作量，不利于规模化工业生产；外延片经受多次升降温，由于热膨胀系数不同将引入更多的位错缺陷，不利于器件的界面特性；另一方面，目前的反应室设计为III族源及V族源均从上顶盖进入反应室，不可避免存在预反应，这种设计将导致腔室存在大量附着物及颗粒物。

因此，需要一种能实现原位双面生长的金属有机物化学气相沉积反应室。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题为：一种MOCVD反应室，该反应室能实现材料的原位双面生长。

本发明要解决的第二个技术问题为：上述MOCVD反应室的应用。

为解决上述第一个技术问题，本发明提供的技术方案为：一种MOCVD反应室，包括反应室腔体、上承载盘、下承载盘、氢化物气源进气口、有机化合物气源进气口、挡板和出气口；

其中，所述上承载盘和下承载盘均位于所述反应室腔体的内壁上且所述上承载盘位于下承载盘的上方；

所述上承载盘(2)中还设有上加热丝；

所述下承载盘(3)中还设有下加热丝和高度调整装置；

所述下承载盘(3)能够上下移动；

所述氢化物气源进气口(4)位于所述反应室腔体(1)顶部中心位置；

所述有机化合物气源进气口(5)位于所述反应室腔体(1)底部中心位置；

所述挡板(6)位于所述有机化合物气源进气口(5)的上方；

所述挡板(6)能够上下移动；

所述出气口(7)位于所述反应室腔体(1)的侧壁。

根据本发明的一些实施方式，所述高度调整装置通过机械控制实现所述下承载盘(3)上下移动。