[发明专利]一种用于反应室的旋转装置

说明书

技术领域

本发明涉及制备半导体薄膜的技术，尤其涉及一种用于MOCVD设备反

应室的旋转装置。

背景技术

金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organic Chemical Vapor DePosition，简称MOCVD）是制备化合物半导体薄膜的一项关键技术。MOCVD反应室是源材料在衬底基片上进行外延生长的地方，它对外延层厚度的均匀性、组分、本底杂质的浓度以及外延膜产量有极大的影响，故在反应室设计过程中有很多必须考虑的因素，其中载片盘旋转装置就是核心部件之一。现有载片盘旋转装置存在以下问题：

1.载片盘的旋转是在高温、密封、洁净的反应室内进行的，利用托盘高速旋转产生泵效应来抑制对流漩涡，使载片盘上的各个方位的基片都能得到较均匀的反应源粒子浓度供给，但由于MOCVD系统中的晶体生长温度达500-1200℃，高温托盘的变速旋转易损害反应室的高密封性能。

2.旋转主轴在高温环境下长时间高速旋转，易发生热变形现象，导致基片托盘的动平衡不稳定，基片虽然随托盘转动了，只能获得不断重复变化的气氛和热场。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于MOCVD设备

反应室的旋转装置。

本发明采用的技术方案是，设计一种用于反应室的旋转装置，包括：主轴，该主轴安装在反应室下法兰上并通过磁流体封板与下法兰密封，将反应室内部与外界完全隔开，所述的旋转主轴1通过磁流体密封装置与马达连接。    

所述主轴的上端面沿轴向方向同轴心设有一个通孔，该通孔一直延伸至下法兰端面，且旋转主轴上端面沿径向设有梅花状分布的小孔，这些小孔与轴向的通孔连通，所述的下法兰上设有一氮气进气入口，该氮气入口与主轴轴向通孔的底部连通。

所述的磁流体密封装置的实心轴与主轴采用一体结构。

所述的磁流体封板采用氟橡胶密封板。

与现有技术相比，本发明对空气具有以下有益效果：

1.本发明中，反应室的磁流体真空密封装置的实心轴与旋转主轴一体化，以保证两者之间的同轴度，安装时的垂直度和安装动力盘端面的平面度，为载片盘高速、稳定的旋转提供一个可靠的条件，且极大的减少旋转主轴因加工和装配产生的误差。

2.本发明中，磁流体密封装置固定在下法兰上，通过氟橡胶紧密封与大气隔离，而自身主轴旋转的密封装置则是利用磁性液体对磁场的响应特性而实现，故对真空的密封达到非常高的标准，为基片的生长提供一个高真空的密封环境。

3.采用氮气对旋转主轴进行冷却，减少高温对高速旋转主轴的热变形效应，为载片盘稳定、平衡运动提供一个有利的条件。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明进行详细的说明。

如图1所示， MOCVD设备的反应室由筒体8和上下法兰7和6组成。筒体的侧面通过一阀14与中转室连接。一主轴1安装在下法兰6上并通过磁流体封板2与下法兰密封，将反应室内部与外界完全隔开。主轴1通过磁流体密封装置3与马达4连接。动力盘9直接安装在主轴1上端面，其上自由放置载片盘10。动力盘的下方安装一加热体11和两层间隔开的隔热板12和13。隔热板上开有孔，使发热体支撑杆、热电偶导杆、电极安装连接杆能从隔热板的开孔穿过到达发热体的下方。    

磁流体密封装置3利用磁性液体对磁场的响应特性而实现，在零摩擦、无噪声的前提下，为反应室提供一个高真空的密封环境。

动力盘9和和载片盘10由石墨制作，且在其表面加镀一层碳化硅（SiC），以提高动力盘和载片盘的均热性，耐磨损、抗腐蚀性能，并提供更长的使用寿命。

主轴1和磁流体密封装置3的实心轴采用一体结构。其特点是主轴上端面沿轴向方向同轴心设有一个通孔，该通孔一直延伸至磁流体装置3的安装法兰面，且主轴端面沿径向方向开有分布为像梅花状的小孔，这些小孔与轴向方向的通孔连通。

反应室下法兰6设有一氮气进气入口5，其进气管道经过磁流体封板2的阻挡，气体一直通向磁流体密封装置的安装法兰面的主轴轴向方向通孔的底部并与其连通，其功能在于反应室在加热、高速旋转的同时，将氮气通过下法兰氮气进气入口5延伸至磁流体封板的下方，经过其阻挡，气体定向从磁流体主轴下方的小孔进入其主轴内部的通孔中，并通过主轴表面的众多分布像梅花状的小孔扩散出去，对高温下的旋转主轴进行冷却，对于反应室来讲，使主轴长时间工作在高温环境下，不会因高温而导致其自身的结构发生变形，影响载片盘在旋转时的水平度和稳定性。