[发明专利]一种半导体薄膜生长感应加热式设备的反应腔结构

说明书

本发明公开了一种半导体薄膜生长感应加热式设备的反应腔结构，属于半导体制备领域，包括由内到外依次设置的加热件、保温层和石英管壁；所述加热件包括上石墨件、下石墨件以及碳化硅侧壁，所述上石墨件和所述下石墨件均呈中空状，所述上石墨件的底面与所述下石墨件的顶面相对，且所述上石墨件的底面两侧分别通过所述碳化硅侧壁与所述下石墨件的顶面两侧相连接；其中，所述下石墨件的中空状内腔中还设置有石墨柱，所述石墨柱的两端分别连接所述中空状内腔的顶壁和底壁。本发明不但能够提高反应腔的加热效率，还能够提高其内部的温度均匀性。

技术领域

本发明涉及半导制备领域，特别涉及一种半导体薄膜生长感应加热式设备的反应腔结构。

背景技术

在半导体生产流程中，外延薄膜生长是半导体器件与芯片制造的重要工序之一，外延薄膜生长的薄膜均匀性是衡量薄膜质量的一个重要指标。

现今制备半导体外延薄膜的电磁感应加热设备如卧式LPCVD设备，其将衬底至于下石墨基座上，外部包围石英管壁保证腔体真空，石英管壁外部包裹感应线圈，交变的电流通过线圈时会在空间中产生交变的磁场，进而使交变的磁场在石墨件中产生涡流，从而生成热量。反应腔内的石墨件能达到的最高温度(或加热效率)以及反应腔内温度分布的均匀性对衬底上生长薄膜的均匀性有重要影响，所以为了提高外延薄膜质量，需要使设备的反应腔体达到最佳的加热效率与最优的衬底温度分布。

然而，由于集肤效应的影响，使得交变磁场产生的涡流集中于石墨件的表面，导致石墨基座与衬底的温度分布不均匀，通常边缘温度高而中间温度低。所以，亟待设计一种新型反应腔体结构来改变涡流方向与热传导方式，从而达到增加加热效率、提高石墨基座温度均匀性的目的。

发明内容

针对现有技术存在的电磁感应加热设备地反应腔体加热效率低以及温度分布不均匀的问题，本发明的目的在于提供一种半导体薄膜生长感应加热式设备的反应腔结构。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种半导体薄膜生长感应加热式设备的反应腔结构，包括由内到外依次设置的加热件、保温层和石英管壁；所述加热件包括上石墨件、下石墨件以及碳化硅侧壁，所述上石墨件和所述下石墨件均呈中空状，所述上石墨件的底面与所述下石墨件的顶面相对，且所述上石墨件的底面两侧分别通过所述碳化硅侧壁与所述下石墨件的顶面两侧相连接；其中，所述下石墨件的中空状内腔中还设置有石墨柱，所述石墨柱的两端分别连接所述中空状内腔的顶壁和底壁。

优选的，所述上石墨件的底面与所述下石墨件的顶面互相平行。

优选的，所述上石墨件、所述下石墨件均呈半月形。

优选的，所述加热件呈对称构造。

优选的，所述石墨柱沿所述下石墨件的顶面的垂直平分面布置。

优选的，所述下石墨件的顶面设置有用于放置石墨托盘的石墨基座。

优选的，所述石墨托盘用于放置碳化硅片，所述碳化硅片的直径为150mm，所述石墨柱的宽度为20-30mm。

采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：

1、由于上石墨件、下石墨件以及两者之间碳化硅侧壁的设置，使得尤其构成的主环路能够在交变的磁场环境中形成涡流，从而产生热量致使整个反应腔得到加热；

2、由于中空状的上石墨件、下石墨件的设置，使得两者单独即可形成环路，也能够在交变的磁场环境中形成涡流，从而产生热量致使整个反应腔得到进一步加热；

3、由于下石墨件中的石墨柱的设置，使得下石墨件的中空状内腔被分割为两个小环路，两个小环路各自在交变的磁场环境中形成涡流，其产生的热量不但能够提高加热效率，还能够有效弥补中部位置的温度，使由上石墨件、下石墨件以及两者之间碳化硅侧壁围成的空腔的温度更加均匀。

附图说明