[实用新型]气体喷淋结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)装置，更具体地说，涉及一种用于化学气相沉积装置中的气体喷淋结构。

背景技术

化学气相沉积是制备半导体薄膜器件的一种关键工艺，包括各种微电子器件、薄膜光伏电池、发光二极管，都离不开金属有机化合物化学气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，简称MOCVD)工艺。MOCVD的基本生长过程是，将反应气体从气源引入反应腔室，利用以加热器加热的衬底引发化学反应，从而在基片上生成单晶或多晶薄膜。在MOCVD过程中，薄膜生长所需要的反应物依靠气体运输(流动和扩散)到达生长表面，在运输过程的同时还发生着化学反应，最终生长粒子通过吸附和表面反应，结合进薄膜晶格。

气体喷淋头用于将不同的反应气体(比如第一反应气体和第二反应气体)送入反应腔室，贴合于其下方的水冷隔热板用于隔绝加热器产生的热量、抑制气体流道因温度差异引起的热形变。

如图1所示，现有技术中，气体喷淋头10和冷却隔热板20成相互独立型结构设计。气体喷淋头10包括第二气体腔102、至少一个第一气体流道11以及至少一个第二气体流道12，气体喷淋头10上方设有第一气体腔(附图未示出)；其中，第二气体腔102用于将第二反应气体以与第一反应气体不同的流道注入反应腔室；第一气体流道11包括上下对接的两个部分，即第一通道部111和第三通道部112，第一通道部111贯通气体喷淋头10，第三通道部112贯通冷却隔热板20设置；第二气体流道12，与第一气体流道111平行并互相间隔开，包括上下对接的两个部分，即第二通道部121和第四通道部122，第二通道部121自第二气体腔102向下贯通气体喷淋头10，第四通道部122贯通冷却隔热板20设置；其中，第三通道部和第四通道部为冷却隔热板20上的配套通孔，冷却隔热板20上还包括冷却液通道203，用于注入冷却液以抑制第一、第二气体流道11、12因温度引起的形变。

通常，首先，由于机械加工存在精度上的误差，气体喷淋头10下表面和水冷隔热板20上表面不可能完美贴合；其次，当加热器工作时，冷却隔热板20上下表面存在温差，容易产生翘曲变形。由于上述因素，气体喷淋头10和冷却隔热板20之间的贴合面30处产生了缝隙40，导致不同的反应气体，在尚未进入反应腔室前，在这些缝隙40处就发生混合，进而发生化学反应生成固体颗粒，造成在气体喷淋头10和反应腔室侧壁上的沉积；一方面，这会影响化学气相沉积的效果，另一方面，需要经常对气体喷淋头和反应腔室进行清洗，需要占用生产时间并带来额外的开销。

在化学气相沉积工艺中，引入一种可以避免反应气体在进入反应腔室前在气体喷淋头和水冷隔热板缝隙处发生化学反应的气体喷淋结构，是目前该领域研发的一个焦点目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于化学气相沉积工艺的、可以避免反应气体在进入反应腔室前混合并发生化学反应的气体喷淋结构。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型第一方面提供了一种气体喷淋结构，用于向反应腔室导入反应气体以引起化学气相沉积反应，包括：气体喷淋头10、第一气体腔和第二气体腔102，以及冷却隔热板20，贴合于气体喷淋头10下方，包括冷却液流道203，用于向该冷却液流道203注入冷却液以抑制气体喷淋结构因温差产生的热形变；至少一个第一气体流道11，自第一气体腔向下贯通至反应腔室，用于将来自于第一气体腔的第一反应气体导入反应腔室，其包括上下对接的第一通道部111和第三通道部112；至少一个第二气体流道12，自第二气体腔向下贯通至反应腔室，与第一气体流道11平行并分开设置，用于将来自于第二气体腔的第二反应气体导入反应腔室，其包括上下对接的第二通道部121和第四通道部122；其中，第一通道部111和第三通道部112对接的接口以及第二通道部121和第四通道部122对接的接口偏离气体喷淋头10和冷却隔热板20的贴合面30。

优选地，第一、第二通道部111、121均为气体管道，第一、第二通道部111、121向下越过气体喷淋头10和冷却隔热板20的贴合面30，分别嵌入相应的第三、第四通道部112、122。

优选地，第一、第二通道部111、121嵌入第三、第四通道部112、122的深度大于等于第三、第四通道部112、122深度的2/3。

优选地，第三、第四通道部112、122的截面直径分别超出第一、第二通道部111、121的截面直径，其超出的范围为0.5-1mm。