[发明专利]一种用于衬底外延的反应器

说明书

本发明总的来说涉及半导体制造技术领域，提出一种用于衬底外延的反应器，包括：反应腔室；加热器，其被配置为对所述反应腔室进行加热；风冷流道，其位于所述加热器以及所述反应腔室之间；以及换热器，其布置于所述风冷流道上，其中所述换热器被配置为生成冷却气体并且驱动所述冷却气体沿所述风冷流道流动以便冷却所述反应腔室以及所述加热器。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体制造技术领域。具体而言，本发明涉及一种用于衬底外延的反应器。

背景技术

在衬底外延工艺中，反应时对反应腔室和加热器进行降温是很重要的一环。在传统的使用面加热器的反应器中，通常需要在面加热器的发热面上设置开孔以作为风冷流道，所述风冷流道通常与所述发热面垂直。所述开孔通常占所述面加热器面积的20％以上，其可以是加热器的多个红外加热元件在垂直方向上的空隙和通道。然而，现有技术中加热器的加热元件以及许多其它的反应器元件都需要暴露在风冷流道的冷却气体中，这会大大降低反应器运行的稳定性。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种用于衬底外延的反应器，包括：

反应腔室；

加热器，其被配置为对所述反应腔室进行加热；

风冷流道，其位于所述加热器以及所述反应腔室之间；以及

换热器，其布置于所述风冷流道上，其中所述换热器被配置为生成冷却气体并且驱动所述冷却气体沿所述风冷流道流动以便冷却所述反应腔室以及所述加热器。

在本发明一个实施例中规定，所述加热器包括第一和第二加热器，其中所述第一和第二加热器分别布置在所述反应腔室的上方和下方；以及

所述风冷流道包括第一和第二流道，所述第一和第二流道分别位于所述第一和第二加热器与所述反应腔室之间。

在本发明一个实施例中规定，所述反应腔室包括：

基座，其被配置为承载衬底；

预热环，其布置于所述基座的周边处。

在本发明一个实施例中规定，所述基座和所述预热环的材料为石墨或者涂层石墨。

在本发明一个实施例中规定，所述加热器包括：

红外发热体；

红外透射体，其布置于所述红外发热体靠近所述反应腔室的一侧；以及

金属背板，其布置于所述红外发热体背离所述反应腔室的一侧。

在本发明一个实施例中规定，所述加热器的发热面积大于20％。

在本发明一个实施例中规定，所述红外发热体的加热元件位于小于30度的球面内。

在本发明一个实施例中规定，所述金属背板包括水冷管路。

在本发明一个实施例中规定，所述金属背板与所述红外透射体形成密闭腔体，其中将所述密闭腔体抽真空或者通过惰性气体对所述密闭腔体进行吹扫。

在本发明一个实施例中规定，所述加热器还包括：

隔热层，其包括OP石英层或者耐火材料层；和\或

红外反射层，其包括镀金层。

在本发明一个实施例中规定，所述用于衬底外延的反应器包括多个换热器，其布置在所述第一和第二流道上。

在本发明一个实施例中规定，所述多个换热器布置在所述第一和第二流道的进口和出口处。

在本发明一个实施例中规定，所述用于衬底外延的反应器包括回风管道以及进风管道，其中所述多个换热器布置在所述回风管道以及进风管道中。