專利名稱：一種帶有控溫裝置的氣體噴淋裝置以及真空處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及有機金屬化學氣相沉積(Metal Organic Chemical VaporDeposition,簡稱MOCVD)裝置,更具體地,涉及ー種用于有機金屬化學氣相沉積裝置中的氣體噴淋結構。
背景技術：
有機金屬化學氣相沉積是制備半導體薄膜器件的ー種關鍵エ藝，包括各種微電子器件、薄膜光伏電池、發光二極管，都離不開MOCVDエ藝。MOCVD的基本生長過程是，將反應氣體從氣源引入反應腔室，利用以加熱器加熱的襯底引發化學反應，從而在基片上生成單晶或多晶薄膜。在MOCVD過程中，薄膜生長所需要的反應物依靠氣體運輸(流動和擴散)到達生長表面，在運輸過程的同時還發生著化學反應，最終生長粒子通過吸附和表面反應，結合進薄膜晶格。 氣體噴淋頭用于將不同的反應氣體(比如第一反應氣體和第二反應氣體)送入反應腔室，在現有エ藝中，一般氣體噴淋頭都設有ー個貼合于其下方的水冷隔熱板用于隔絕加熱器產生的熱量、抑制氣體流道因劇烈的溫度變化而引起的熱變形，并且也可以防止氣體由于高溫提前分解。圖I示出了根據現有技術的所述氣體噴淋裝置I的縱截面結構示意圖。具體地，氣體噴淋頭10和冷卻隔熱板20成相互獨立型結構設計。氣體噴淋頭10包括第二氣體腔102、至少ー個第一氣體流道11以及至少ー個第二氣體流道12，氣體噴淋頭10上方設有第一氣體腔(附圖未示出)；其中，第二氣體腔102用于將第二反應氣體以與第一反應氣體不同的流道注入反應腔室；所述冷卻隔熱板20包括第一配套通孔201以及第二配套通孔202，所述第一配套通孔201以及第二配套通孔202均貫通所述冷卻隔熱板20設置；所述第一配套通孔201與所述第一氣體流道11相匹配，用以使所述第一氣體流道11內的氣體流過所述冷卻隔熱板20。所述第二配套通孔202與所述第二氣體流道相匹配，用以使所述第二氣體流道12內的氣體流過所述冷卻隔熱板20。并且優選地，所述第一氣體流道11與所述第二氣體流道12之間平行并互相間隔開，所述第一配套通孔201與所述第二配套通孔202之間也平行并互相間隔開。所述冷卻隔熱板20上還包括冷卻液通道203，用于注入冷卻液以抑制第一、第二氣體流道11、12因溫度引起的形變。所述水冷隔熱板雖然能夠起到對氣體噴淋頭進行控溫的目的，但是較低的溫度也會反應產物在氣體噴淋頭的下表面沉積并形成污染，因此如何解決氣體噴淋頭在起到控溫目的的同時又減少其下表面沉積而形成的污染就成了ー個十分必要的問題。

實用新型內容針對現有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供ー種帶有控溫裝置的氣體噴淋裝置。根據本實用新型的ー個方面，提供ー種帶有控溫裝置的氣體噴淋裝置，用于真空處理裝置中向反應腔室導入反應氣體以引起化學氣相沉積反應，包括氣體噴淋頭、第一氣體腔和第二氣體腔，以及至少ー個第一氣體流道，自所述第一氣體腔向下貫通至所述反應腔室，用于將來自于所述第一氣體腔的第一反應氣體導入所述反應腔室；至少ー個第二氣體流道，自所述第二氣體腔向下貫通至所述反應腔室，與所述第一氣體流道平行井分開設置，用于將來自于所述第二氣體腔的第二反應氣體導入所述反應腔室；其特征在于，還包括與所述氣體噴淋頭的下表面隔開設置的吸熱板，用于吸收來自反應腔室內部的熱量，所述吸熱板設置有與所述第一氣體流道以及第ニ氣體流道相匹配的氣體流通単元，使所述反應氣體通過所述氣體流通單元在反應腔室內部進行反應。優選地，所述吸熱板平行于所述氣體噴淋頭的下表面，并且其面積與所述氣體噴淋頭的橫截面面積相適應，從而覆蓋住整個所述氣體噴淋頭的下表面，所述第一氣體腔內的氣體與所述第二氣體腔內的氣體在所述吸熱板的下方混合。
優選地，所述氣體流通単元包括與所述第一氣體流道和第二氣體流道的數量相匹配的第一通孔，所述第一通孔的尺寸大于所述第一氣體流道、第二氣體流道以及相鄰的兩個所述第一氣體流道與第二氣體流道之間的氣體噴淋頭的尺寸總和；并且，所述第一氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔。優選地，所述第二氣體流道位于所述吸熱板的上方。優選地，所述第二氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔。優選地，所述氣體流通単元包括與所述第一氣體流道和第二氣體流道的數量相匹配的第一通孔，所述第一通孔的尺寸大于所述第一氣體流道、第二氣體流道以及相鄰的兩個所述第一氣體流道與第二氣體流道之間的氣體噴淋頭的尺寸總和；并且，所述第二氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔，所述第一氣體流道位于所述吸熱板的上方。優選地，所述第一氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔。優選地，所述氣體流通単元包括第二通孔以及第三通孔，所述第二通孔對應所述第一氣體流道設置于所述氣體噴淋頭的下方，所述第一氣體流道貫穿延伸出所述第二通孔；所述第三通孔對應所述第二氣體流道設置于所述氣體噴淋頭的下方，所述第二氣體流道貫穿延伸出所述第三通孔。優選地，所述吸熱板由SiC材料制成。根據本實用新型的另ー個方面，還提供一種真空處理裝置，其包括對被處理基板進行蝕刻的反應腔室；其特征在于，還包括所述氣體噴淋裝置，其配置于所述反應腔室內的上部。本實用新型通過提供ー種帶有控溫裝置的氣體噴淋頭，其通過在氣體噴淋頭的下方隔開設置ー塊SiC材料制成的吸熱板屏蔽反應腔下部反應區域的高溫輻射，吸熱板在反應過程中保持高溫所以不會有大量的沉積物，而且吸熱板也不與上方的氣體噴淋頭直接固定連接所以也不會造成氣體流道變形，氣體噴淋頭仍然保持相對低溫。

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優點將會變得更明顯圖I示出根據現有技術的所述氣體噴淋裝置的縱截面結構示意圖；[0020]圖2示出根據本實用新型的第一實施例的所述氣體噴淋裝置I的縱截面的局部結構示意圖；圖3示出根據本實用新型的第二實施例的所述氣體噴淋裝置I的縱截面的局部結構示意圖；圖4示出根據本實用新型的第三實施例的所述氣體噴淋裝置I的縱截面的局部結構示意圖；圖5示出根據本實用新型的第四實施例的所述氣體噴淋裝置I的縱截面的局部結構示意圖；以及圖6示出根據本實用新型的第一實施例的所述氣體噴淋裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型的具體實施方式
作進ー步的詳細說明。圖2示出了根據本實用新型的第一實施例的所述氣體噴淋裝置I的縱截面局部結構示意圖。具體地，所述氣體噴淋裝置I主要應用于有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)的エ藝中，其包括氣體噴淋頭10、第一氣體腔(附圖中未示出)和第二氣體腔102，以及第ー氣體流道11、第二氣體流道12。其中，所述第一氣腔設置于所述氣體噴淋頭10上方，并且連通于第一氣體流道11。所述第一氣體流道11自所述第一氣體腔向下貫通至反應腔室(附圖中未示出)，用于將來自于所述第一氣體腔的第一反應氣體導入反應腔室；所述第二氣體流道12自所述第二氣體腔102向下貫通至反應腔室，與所述第一氣體流道11平行井分開設置，用于將來自于所述第二氣體腔102的第二反應氣體導入所述反應腔室。圖2所示的氣體噴淋裝置I示出了所述氣體噴淋頭10、一個所述第一氣體流道11以及ー個第二氣體流道12，可以理解的是，所述氣體噴淋裝置I優選地包括多個所述第一氣體流道11以及多個所述第二氣體流道12，在此不予贅述。進ー步地，所述氣體噴淋裝置I還包括與所述氣體噴淋頭10的下表面隔開設置的吸熱板3，所述吸熱板3用于吸收來自反應腔室內部的熱量。具體地，所述吸熱板3平行于所述氣體噴淋頭10的下表面，并且其面積與所述氣體噴淋頭10的橫截面面積相適應，從而覆蓋住整個所述氣體噴淋頭10的下表面，所述第一氣體腔內的氣體與所述第二氣體腔102內的氣體在所述吸熱板3的下方混合。更具體地，所述吸熱板3設置有與所述第一氣體流道11以及第二氣體流道12相匹配的氣體流通単元30，使所述第一反應氣體以及第ニ反應氣體通過所述氣體流道單元30在反應腔室內部進行反應。進ー步地，所述吸熱板3優選地由SiC材料制成，使用SiC材料可以有效地屏蔽反應區域的高溫輻射，從而將熱量均吸收至所述吸熱板3上，并且由于所述吸熱板3的高溫，其表面也不會有大量的沉積物，進而減少所述吸熱板3的清洗周期，此處不予贅述。進ー步地，在一個優選例中，所述氣體流通単元30包括若干第一通孔301，所述第一通孔301的數量與所述第一氣體流道11或所述第二氣體流道12的數量相一致，從而使每個所述第一氣體流道11以及第二氣體流道12內部的反應氣體通過所述吸熱板3。具體地，所述第一通孔301的尺寸大于所述第一氣體流道11、第二氣體流道12以及相鄰的兩個第一氣體流道11與第二氣體流道12之間的所述氣體噴淋頭10的尺寸總和。其中，所述第一氣體流道11貫穿延伸出所述第一通孔301使所述第一氣體流道11內的第一反應氣體直接沿所述第一氣體流道11通向所述吸熱板3下方的反應腔室；而所述第二氣體流道12位于所述吸熱板3的上方，所述第二氣體流道12可以從所述第一通孔301中通過所述第二氣體氣體腔102內的第二反應氣體。進而所述第一反應氣體與所述第二反應氣體在所述吸熱板3的下方混合反應，此處不予贅述。圖3示出了根據本實用新型的第二實施例的，所述氣體噴淋裝置I的縱截面局部結構示意圖。本實施例可以理解為上述圖2的一個變化例。具體地，所述第二氣體流道12由所述第二氣體腔102中向下貫穿所述氣體噴淋頭10并延伸出所述第一通孔301，而所述第一氣體流道11也貫穿延伸出所述第一通孔301，即在同一個第一通孔301中同時延伸出相鄰的兩個所述第一氣體流道11與第二氣體流道12，由于所述第一氣體流道11與所述第ニ氣體流道12為互相分離的設置，因此所述第一反應氣體與所述第二反應氣體同樣能夠在所述吸熱板3的下方混合反應。本領域技術人員理解，圖3所示變化例并不影響本實用新型的實質內容，此處不予贅述。圖4示出了根據本實用新型的第三實施例的，所述氣體噴淋裝置I的縱截面局部·結構示意圖。本實施例可以理解為上述圖2的另ー個變化例。具體地，所述第二氣體流道12由所述第二氣體腔102中向下貫穿所述氣體噴淋頭10并延伸出所述第一通孔301，而所述第一氣體流道11位于所述吸熱板3的上方，由于所述第二氣體流道12直接將第二反應氣體通向所述吸熱板3的下方，而所述第一氣體流道11中的第一反應氣體可以從所述第一通孔301中通過所述吸熱板3，因此所述第一反應氣體與所述第二反應氣體同樣能夠在所述吸熱板3的下方混合反應。本領域技術人員理解，圖4所示實施例并不影響本實用新型的實質內容，此處不予贅述。圖5示出了根據本實用新型的第四實施例的，所述氣體噴淋裝置I的縱截面局部結構示意圖。本實施例可以理解為上述圖3的一個變化例。具體地，所述吸熱板3的氣體流道単元30包括第二通孔302以及第三通孔303，所述第二通孔302與所述第一氣體流道
11相適應，其與所述第一氣體流道11對應設置，所述第三通孔303與所述第二氣體流道12相適應，其與所述第二氣體流道12對應設置。更具體地，所述第一氣體流道11貫穿延伸出所述第二通孔302，所述第二氣體流道12貫穿延伸出所述第三通孔303，從而所述第一氣體流道11內的第一反應氣體與所述第二氣體流道12內的第二反應氣體可以在所述吸熱板3的下方混合反應。本領域技術人員理解，圖5所示實施例并不影響本實用新型的實質內容，此處不予贅述。圖6示出了根據本實用新型的第一實施例的所述氣體噴淋裝置的結構示意圖。具體地，所述吸熱板3位于所述氣體噴淋頭10的下方，所述吸熱板3與所述氣體噴淋頭10的下表面相隔開設施，以避免所述吸熱板3上的熱量影響到所述氣體噴淋頭10而使所述第一氣體流道11與所述第二氣體流道12產生熱變形。進ー步地，在圖6所示的優選例中，所述吸熱板3與所述氣體噴淋頭10平行設置，其尺寸與所述氣體噴淋頭10相適應，從而遮住整個所述氣體噴淋頭10的下表面。更具體地，所述氣體噴淋裝置I包括多個所述第一氣體流道11以及多個第二氣體流道12(圖6中未示出，可參考圖I)，所述吸熱板3包括氣體流通裝置30，所述氣體流通裝置30為多個第一通孔301，并且每個所述第一通孔301的尺寸大于ー個所述第一氣體流道11、ー個第二氣體流道12以及相鄰的兩個第一氣體流道11與第ニ氣體流道12之間的所述氣體噴淋頭10的尺寸總和，所述第一氣體流道11貫穿延伸出所述第一通孔301，所述第二氣體流道12位于所述吸熱板3的上方，進而所述第一反應氣體從所述第一氣體流道11中直接流向所述吸熱板3的下方，與從所述第一通孔301處通過的所述第二反應氣體混合發生反應，此處不予贅述。以上對本實用新 型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質內容。
權利要求1.ー種帶有控溫裝置的氣體噴淋裝置，用于真空處理裝置中向反應腔室導入反應氣體以引起化學氣相沉積反應，包括 氣體噴淋頭、第一氣體腔和第二氣體腔，以及 至少ー個第一氣體流道，自所述第一氣體腔向下貫通至所述反應腔室，用于將來自于所述第一氣體腔的第一反應氣體導入所述反應腔室； 至少ー個第二氣體流道，自所述第二氣體腔向下貫通至所述反應腔室，與所述第一氣體流道平行井分開設置，用于將來自于所述第二氣體腔的第二反應氣體導入所述反應腔室; 其特征在于，還包括 與所述氣體噴淋頭的下表面隔開設置的吸熱板，所述吸熱板設置有與所述第一氣體流道以及第ニ氣體流道相匹配的氣體流通単元，使所述反應氣體通過所述氣體流通単元在反應腔室內部進行反應。
2.根據權利要求I所述的氣體噴淋裝置，其特征在于，所述吸熱板平行于所述氣體噴淋頭的下表面，并且其面積與所述氣體噴淋頭的橫截面面積相適應，從而覆蓋住整個所述氣體噴淋頭的下表面，所述第一氣體腔內的氣體與所述第二氣體腔內的氣體在所述吸熱板的
3.根據權利要求2所述的氣體噴淋裝置，其特征在于，所述氣體流通単元包括與所述第一氣體流道和第二氣體流道的數量相匹配的第一通孔，所述第一通孔的尺寸大于所述第一氣體流道、第二氣體流道以及相鄰的兩個所述第一氣體流道與第二氣體流道之間的氣體噴淋頭的尺寸總和；并且，所述第一氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔。
4.根據權利要求3所述的氣體噴淋裝置，其特征在于，所述第二氣體流道位于所述吸熱板的上方。
5.根據權利要求3所述的氣體噴淋裝置，其特征在于，所述第二氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔。
6.根據權利要求2所述的氣體噴淋裝置，其特征在干，所述氣體流通単元包括與所述第一氣體流道和第二氣體流道的數量相匹配的第一通孔，所述第一通孔的尺寸大于所述第一氣體流道、第二氣體流道以及相鄰的兩個所述第一氣體流道與第二氣體流道之間的氣體噴淋頭的尺寸總和；并且，所述第二氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔，所述第一氣體流道位于所述吸熱板的上方。
7.根據權利要求6所述的氣體噴淋裝置，其特征在干，所述第一氣體流道貫穿延伸出所述第一通孔。
8.根據權利要求2所述的氣體噴淋裝置，其特征在于，所述氣體流通単元包括第二通孔以及第三通孔，所述第二通孔對應所述第一氣體流道設置于所述氣體噴淋頭的下方，所述第一氣體流道貫穿延伸出所述第二通孔；所述第三通孔對應所述第二氣體流道設置于所述氣體噴淋頭的下方，所述第二氣體流道貫穿延伸出所述第三通孔。
9.根據權利要求I所述的氣體噴淋裝置，其特征在于，所述吸熱板由SiC材料制成。
10.ー種真空處理裝置，用于有機金屬化學氣相沉積， 其特征在于，還包括根據權利要求I 9中任ー項所述氣體噴淋裝置，其配置于所述反應腔室內的上部。
專利摘要本實用新型提供一種帶有控溫裝置的氣體噴淋裝置，其包括氣體噴淋頭、第一氣體腔和第二氣體腔，以及至少一個第一氣體流道，自所述第一氣體腔向下貫通至所述反應腔室；至少一個第二氣體流道，自所述第二氣體腔向下貫通至所述反應腔室，與所述第一氣體流道平行并分開設置；其還包括與所述氣體噴淋頭的下表面隔開設置的吸熱板，所述吸熱板設置有與所述第一氣體流道以及第二氣體流道相匹配的氣體流通單元，使所述反應氣體通過所述氣體流通單元在反應腔室內部進行反應。本實用新型可以在降低氣體噴淋裝置的氣體流道溫度的同時，減少原本會出現與氣體噴淋裝置下表面的沉積物。
文檔編號C23C16/455GK202610325SQ20122024800
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者姜勇, 周寧 申請人:中微半導體設備(上海)有限公司