[实用新型]一种喷淋头气体导流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷淋头的导流装置，具体涉及一种用于喷淋头内部气体扩散通道内的导流装置。

背景技术

MOCVD（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）设备，即金属有机物化学气相沉积设备，在半导体产业尤其是在LED产业中具有不可替代性的作用，是特别关键的设备。该设备集流体力学、热力传导、系统集成控制、化合物生长等各学科于一体，是一种高科技、新技术高度集中的设备；是突破产业发展瓶颈，提高产业化水平的战略性高技术半导体装备。

MOCVD通过使含有Ⅱ族或Ⅲ族元素的金属有机物源（MO）与含有Ⅵ族或Ⅴ族元素的气体源在严格控制的条件下在晶片表面上反应、生长得到所需要的化合物半导体材料。一种典型的MOCVD反应器结构如图1所示。反应器上部为喷淋头，喷淋头顶端为气体、冷却液接入端101、102、103，其气体接口A 101连接第二前体气体供应管道，第二前体气体为含有Ⅲ族元素有机物（如三甲基镓）的气体；气体接口B 102连接第一前体气体供应管道，第一前体气体为含有Ⅴ族元素的气体（如氨气）；冷却液接口103连接冷却系统，为整个气体喷淋头提供冷却、控温。反应器下方为反应尾气出口106，用于排出反应腔109内部的废气及形成反应腔内部低压。喷淋头的正下方装有晶片衬托器108、晶片衬托器108上方装载有进行沉积的晶片104；晶片衬托器108下方安装有加热装置105为晶片104加热，以使晶片104处于反应所需要的温度下，并且在晶片104表面形成均匀热场。晶片衬托器108下方还连有旋转轴107，在反应时带动晶片衬托器108旋转。

生长半导体材料的原料第一前体气体及第二前体气体都通过喷淋头注射进入反应室，因此喷淋头的性能直接影响到反应室内部流场的分布。气体由喷淋头外部的导管接入到喷淋头后通过内部预留的气体通道进入到喷嘴中，然后由喷嘴喷射进入反应室。因为各喷嘴距离反应前体气体进口的距离不同，所以各喷嘴出口处的压力不同；又由于制造方面的原因，各喷嘴的进口大小基本上是相同的，因此导致了各喷嘴中通过的气体总量实际上不能按所要求的流量分配方式分配。为了改善这种情况，当前的MOCVD喷淋头对每种前体气体入口都设置了2个或更多的气体接入口，以削弱各喷嘴气体流量分布不均对薄膜沉积的影响。但是这种改良并不能完全消除上述影响，并且这种形式的喷淋头也不能使各喷嘴的气体分配按设计的更好的流量分配形式进行分配。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提出一种能够使气体在喷淋头各喷嘴之间的流量按设计分配的喷淋头导流装置。

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

所述喷淋头气体导流装置包括圆形导流板本体8，所述圆形导流板本体8上设有多个大小不同的导流孔7。导流孔7的面积大小可根据气体流量控制来设计，即，通过改变导流孔7的面积来控制穿过导流孔7的气体流量。

另外，所述圆形导流板本体8上的多个大小不同的导流孔7与喷淋头的多个喷嘴一一对应。其中，导流孔7的形状以长条形为基础，可以设计为其他异型孔等；

优选地，所述导流孔7为长条形或异型孔。 

优选地，所述导流孔7面积由圆形导流板本体8两边至中间逐渐变大。

下面结合设计原理对本发明做进一步说明：

参见图2和图3，典型的MOCVD装置的喷淋头包括喷气组件10和装在喷气组件10上的进气组件9；所述喷气组件10和进气组件9之间设有环形气体扩散通道1和气体扩散空间5；所述进气组件9两侧设有第一气体入口6；所述第一气体入口6与环形气体扩散通道1连通，环形气体扩散通道1与设置于喷气组件10上的多个A喷嘴2连通；所述进气组件9上还设有第二气体入口3，第二气体入口3与气体扩散空间5连通，气体扩散空间5与设置于喷气组件10上的多个B喷嘴4连通。 

工作时，当第二前体反应气体由第二气体入口进入气体扩散空间，在气体扩散空间中，由于反应气体在经过每个喷嘴时其总量必将减少，这将导致压力的变化；并且反应气体在扩散空间中还存在沿程压力损失。由于压力不同，进入各喷嘴的气体总量不同，从而导致最后各喷嘴喷射出去的气体不均匀。