[发明专利]一种用于MOCVD的基片加热炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业加工用电热炉，尤其涉及一种用于金属有机物化学气相沉积制备半导体芯片或其它集成电路的基片加热炉。 

背景技术

MOCVD是金属有机化合物化学气相淀积(Metal-organic Chemieal VaporDePosition)的英文缩写。MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。它以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常压或低压(10-100Torr)下通H₂的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500-1200℃，用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方)，H₂通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。 

该MOCVD系统必不可少的组成部分包括源供给系统、气体运输系统、反应室和加热系统、尾气处理系统和安全保护及报警系统。其中加热系统部分，传统加热炉加热升温较慢、加热温度的均匀性较难保证，在高温条件下运行往往有问题而不易长时间运行。这主要是由于加热炉的电阻加热材料选择及布局不合理、炉子的整体设计结构及分区控制等多方面存在问题造成的。因此，为适应MOCVD外延生长单晶薄膜的要求，改进加热系统势在必行。 

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种用于MOCVD的基片加热炉，为MOCVD工艺提供一种加热均匀、升温速度快、热容量小、降温快的加热系统理想环境。 

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现： 

一种用于MOCVD的基片加热炉，包括炉体、加热电阻丝和电极，其特征在于：所述炉体为圆柱状结构，架设于耐高温的绝缘隔板之上，炉体内穿设有一组以上加热电阻丝，且所述炉体的环状外壁设有热屏蔽层，绝缘隔板下侧设有用于外接电源的电极。 

进一步地，上述一种用于MOCVD的基片加热炉，其中该多组加热电阻丝沿炉体圆面呈环形均匀分布。 

更进一步地，上述同一炉体圆面上穿设有四组加热电阻丝，其中一组加热电阻丝间隔穿设围绕在炉体圆面最外圈，另三组加热电阻丝呈直径递减状环环相套于炉体圆面中心；或其中三组加热电热丝分别呈120°角度分布排列，中间为另一组电热丝反复弯绕形成的复数个“C”形套圈。 

进一步地，上述一种用于MOCVD的基片加热炉，其中该多组加热电阻丝沿炉体圆面呈环形均匀分布的同时，沿炉体轴向立体分布，并且该立体分布还可以是立体错位分布。 

进一步地，上述一种用于MOCVD的基片加热炉，其中该热屏蔽层为由耐高温金属板及耐高温绝缘材料相叠构成的多层结构。 

本发明加热炉得以应用实施后，其突出效果为： 

本发明的电热炉结构，一方面提高了电热炉的功率密度和真空常压下的最大加热温度；采用多组加热电阻丝的布局，可以更细致地调节温度分布，达到加热均匀的目的；并且采用金属薄板和绝缘材料间隔形成热屏蔽层，降低了炉体圆面边缘的温度梯度，使加热炉形成恒温区，并在断电后迅速降温。 

附图说明

图1是本发明加热炉的轴剖结构示意图； 

图2是本发明加热炉电阻丝安装的一个较佳实施例的结构示意图； 

图3是本发明加热炉电阻丝安装的另一实施例的结构示意图。 

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。 

如图1所示，是本发明加热炉的轴剖结构示意图。从图中所示可以清楚地看出：该用于MOCVD的基片加热炉，电阻加热材料、炉体2、热屏蔽层3、绝缘隔板4、电极5等部件构成，其中该电阻加热材料主要为加热电阻丝1，该炉体2呈圆柱状，架设于耐高温的绝缘隔板4之上，炉体2的每个圆面内穿设有一组以上加热电阻丝1，该设有加热电阻丝1的炉体圆面可以为单层分布结构，也可以是沿炉体轴向多层分布的立体结构，而且更可以是多层错位分布的立体结构。 

此外，该炉体2的环状外壁设有热屏蔽层3，该热屏蔽层3为由耐高温金属板及耐高温绝缘材料相叠构成的多层结构，且上下无盖，有利于快速升降温。且该绝缘隔板4下侧设有用于外接电源的电极5或其引出电极6，电极固定在绝缘材料上，固定方式是通过绝缘固定套连接。