專利名稱：反應腔室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及集成電路設備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反應腔室。
背景技術(shù)：
金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)是在氣相外延生長(VPE)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種化學氣相沉積工藝。它以III族、II族元素的有機化合物和ν、νι族元素的氫化物等作為晶體生長的反應氣體，以熱分解反應方式在藍寶石襯底或其他襯底上進行外延沉積工藝，生長各種II1-V族、I1- VI族化合物半導體以及它們的多元固溶體的外延材料層。請參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的MOCVD設備的反應腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，反應腔室I包括腔體10 ;設置于所述腔體10內(nèi)的托盤11，所述托盤11用以承載待處理的半導體晶片或介質(zhì)基片；驅(qū)動所述托盤11轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14通過筒狀側(cè)壁16與所述托盤11連接，并且所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)14、托盤11及筒狀側(cè)壁16形成了一容置空間；加熱器12，所述加熱器12置于所述容置空間內(nèi)，并且所述加熱器12通過支撐結(jié)構(gòu)13保持穩(wěn)定。然而，現(xiàn)有技術(shù)的反應腔室中，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)通常在沒有達到其設計時的使用壽命之前就已經(jīng)損壞，從而大大增加了設備維護投入。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種反應腔室，以解決現(xiàn)有反應腔室中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)極易損壞的問題。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種反應腔室，所述反應腔室包括:腔體；設置于所述腔體內(nèi)的托盤；設置于所述腔體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)通過筒狀側(cè)壁與所述托盤連接，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、托盤及筒狀側(cè)壁形成了一容置空間；設置于所述容置空間內(nèi)用于加熱所述托盤的加熱器；及設置于所述容置空間內(nèi)的隔熱結(jié)構(gòu)，所述隔熱結(jié)構(gòu)設置于所述加熱器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間。可選的，在所述的反應腔室中，所述隔熱結(jié)構(gòu)為一隔熱板，在所述加熱器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中，所述隔熱板更靠近所述加熱器。可選的，在所述的反應腔室中，所述隔熱板與所述筒狀側(cè)壁之間具有一間隙，所述間隙的寬度為0.lmnTlOmm。可選的，在所述的反應腔室中，所述筒狀側(cè)壁上設置有排氣孔，且所述排氣孔位于所述隔熱板和加熱器之間區(qū)域的所述筒狀側(cè)壁，所述排氣孔的直徑為0.lmnTlmm。可選的，在所述的反應腔室中，所述隔熱板面向所述加熱器的表面為一反射面，所述反射面反射所述加熱器發(fā)出的熱輻射。可選的，在所述的反應腔室中，所述隔熱板包括本體和嵌于本體的冷卻管路或冷卻腔，所述冷卻管路或冷卻腔中通有冷卻液體或氣體。可選的，在所述的反應腔室中，構(gòu)成所述隔熱板的材料為耐熱材料。[0013]可選的,在所述的反應腔室中，所述隔熱板的厚度為lmnT5mm。可選的，在所述的反應腔室中，還包括一支撐柱，所述支撐柱穿過所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)連接所述加熱器和所述隔熱板，所述支撐柱支撐所述加熱器和所述隔熱板。可選的，在所述的反應腔室中，所述支撐柱上設置有冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道，所述冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道與所述隔熱板的冷卻管道或冷卻腔相連。本申請發(fā)明人經(jīng)過研究之后發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有反應腔室中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在沒有達到其設計時的使用壽命之前就已經(jīng)損壞的原因在于，加熱器與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間存在明顯的熱交換，而這種熱交換導致了旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的溫度超出了其安全工作的溫度，由此導致了現(xiàn)有反應腔室中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)在沒有達到其設計時的使用壽命之前就已經(jīng)損壞。在本申請?zhí)峁┑姆磻皇抑性O置有隔熱結(jié)構(gòu)，所述隔熱結(jié)構(gòu)至少減少加熱器與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間的熱交換，由此，能夠緩解所述加熱器產(chǎn)生的熱量對于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的溫度的影響，從而降低所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的損耗，提高所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的MOCVD設備的反應腔室的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型實施例的反應腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的反應腔室作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。現(xiàn)有技術(shù)的反應腔室中，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)通常在沒有達到其設計時的使用壽命之前就已經(jīng)損壞，從而大大增加了設備的維護投入。而對于這一問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員一直未曾找出其根本原因。也就是說，現(xiàn)有的反應腔室中旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)極易損壞的問題長期困擾著本領(lǐng)域技術(shù)人員，并且這一問題的存在，直接導致了大量設備成本的投入。為此，本申請發(fā)明人也投入了大量的時間與精力去研究這一問題。在經(jīng)過了大量的研究之后，本申請發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，導致這一嚴重問題的根本原因是:加熱器與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間存在明顯的熱交換，而這種熱交換導致了旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的溫度超出了其安全工作的溫度，從而導致旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)極易損壞，特別的，損壞的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)遠遠沒有達到其設計時的使用壽命。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，通常的，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的安全工作溫度(即在這一工作溫度之下，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)過正常的磨損之后，達到/基本達到其使用壽命)在幾十攝氏度，而加熱器的工作溫度經(jīng)常會到一千攝氏度以上。加熱器經(jīng)過與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的熱交換之后，能夠?qū)⑺鲂D(zhuǎn)機構(gòu)加熱到幾百攝氏度，在這樣一個長期高出安全工作溫度的情況下，導致了旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)損壞。為此，本申請發(fā)明人提出了一種新的反應腔室，以解決現(xiàn)有技術(shù)中反應腔室所存在的問題。請參考圖2，其為本實用新型實施例的反應腔室的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述反應腔室2包括:腔體20 ;設置于所述腔體20內(nèi)的托盤21 ;設置于所述腔體20內(nèi)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24通過筒狀側(cè)壁26與所述托盤21連接，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24、托盤21及筒狀側(cè)壁26形成了一容置空間28 ;設置于所述容置空間28內(nèi)用于加熱所述托盤21的加熱器22 ;及設置于所述容置空間28內(nèi)的隔熱結(jié)構(gòu)25，所述隔熱結(jié)構(gòu)25設置于所述加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間，所述隔熱結(jié)構(gòu)25至少減少加熱器22與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間的熱交換。在所述反應腔室2中，由于增加了隔熱結(jié)構(gòu)25，所述隔熱結(jié)構(gòu)25能夠至少減少了加熱器22與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間的熱交換，由此，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實施例中的加熱器22對于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的溫度影響較低。從而能夠減少高溫對于旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的性能損害，進而可提高旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的使用壽命，進而也降低了設備維護投入。此外，通過增加所述隔熱結(jié)構(gòu)25不僅能夠降低旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的損害，提高旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的使用壽命；同時，由于在加熱器22與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24熱交換的過程中，除了會導致旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24溫度的提高，也可能導致加熱器22的溫度降低，因此所述隔熱結(jié)構(gòu)25還有利于保持所述加熱器22的溫度，從而減少所述加熱器22的熱損耗。在本實施例中，所述隔熱結(jié)構(gòu)25為一隔熱板，所述隔熱板設置于所述加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間。所述隔熱板可以阻擋所述加熱器22對所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的輻射加熱，從而減少所述加熱器22與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間的熱交換。在本實施例中，由于所述隔熱結(jié)構(gòu)25選擇了一隔熱板予以實現(xiàn)，因此，其實現(xiàn)起來非常方便、成本也相對較低廉。同時，將所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板設置于所述加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間，由此，可十分直接的減緩所述加熱器22對于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的加熱作用。即通過上述結(jié)構(gòu)及位置的排布，能夠以低成本實現(xiàn)緩解所述加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間的熱交換。當然，在本實用新型的其他實施例中，所述加熱器22也可以通過其他結(jié)構(gòu)予以實現(xiàn)，其只要能夠?qū)崿F(xiàn)對于加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間的熱交換予以緩解/減少即可，其他，本申請并不做限定。優(yōu)選的，在所述加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24中，所述隔熱板更靠近所述加熱器22，也就是說，相對于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24，所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板更靠近所述加熱器22。通過此種設計，能夠使得所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板較快地實現(xiàn)減少所述加熱器22和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間的熱交換的作用。在本實施例中，所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板與所述筒狀側(cè)壁26之間具有一間隙。在此，考慮到所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24將通過所述筒狀側(cè)壁26，帶動所述托盤21進行旋轉(zhuǎn)運動，也就是說，所述筒狀側(cè)壁26也將在所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的帶動下進行旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)動。因此，為了防止所述筒狀側(cè)壁26在旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)動過程中與所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板發(fā)生摩擦而造成所述筒狀側(cè)壁26或者所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板的損傷，所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板與所述筒狀側(cè)壁26之間設置一間隙，從而方便、有效的避免了上述問題。優(yōu)選的，所述間隙的寬度為0.1mnTlOmm,由此，既可避免所述筒狀側(cè)壁26在旋轉(zhuǎn)/轉(zhuǎn)動過程中與所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板發(fā)生摩擦；又能夠有效緩解/減少所述加熱器22與所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24之間發(fā)生熱交換。更優(yōu)的，所述間隙的寬度為lmnT4mm，所述間隙在此寬度范圍內(nèi)，能夠較好的平衡避免摩擦和減少熱交換這兩項功能，具體的，所述間隙的寬度可以為lmm、l.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm或者4mm等等。進一步的，所述筒狀側(cè)壁26上設置有排氣孔(圖2中未示出)，并且所述排氣孔位于所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板和加熱器22之間區(qū)域的所述筒狀側(cè)壁26。在此，考慮到雖然所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板與所述筒狀側(cè)壁26之間具有的間隙尺寸非常小，但是，其還是在一定程度上降低了隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板減少熱交換的效果，但加熱器22所產(chǎn)生的熱氣體還可能從隔熱板的靠近加熱器22的一側(cè)，泄露至隔熱板的靠近旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的一側(cè)，即泄露的熱氣體會對所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24進行加熱，使得所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)溫度升高。因此，在此通過在所述筒狀側(cè)壁26上設置排氣孔，從而使得加熱器22所產(chǎn)生的熱氣體可以從所述排氣孔排除出去，減少熱氣體的泄露量，進一步降低所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的溫度。進一步的，所述排氣孔靠近所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板；即相對于所述加熱器22，所述排氣孔更加靠近所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板，也就是說所述排氣孔靠近所述間隙。將所述排氣孔設置得靠近所述間隙，由此可以使得所述排氣孔較好地實現(xiàn)對于熱氣體分流作用，使得所述加熱器22產(chǎn)生的熱氣體能夠盡量少的泄露并作用于所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24。優(yōu)選的，所述排氣孔的直徑為0.lmnTlmm，通過將所述排氣孔的直徑設置在這一范圍內(nèi)，既能夠較好地實現(xiàn)熱氣/熱量的分流作用，又能夠使得所述腔室20內(nèi)的氣流相對穩(wěn)定。優(yōu)選的，所述隔熱板面向所述加熱器22的表面為一反射面，所述反射面反射所述加熱器22發(fā)出的熱輻射。通過反射熱輻射可減少加熱器22的熱量損失，增強加熱器22對托盤21的加熱效率，同時減少加熱器22對旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的加熱作用。進一步的，所述反射面為鏡面。通過鏡面實現(xiàn)發(fā)射熱輻射的效果，即能花費較低的成本，又能夠?qū)崿F(xiàn)較好地熱輻射反射作用。優(yōu)選的，所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板包括本體和嵌于本體的冷卻管路或冷卻腔，所述冷卻管路或冷卻腔中通有冷卻液體或氣體。由此，能夠使得所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板處于較低的溫度，特別的，所述加熱器22產(chǎn)生的熱量能夠在隔熱板處就被帶走，減少傳遞到所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的熱量。優(yōu)選的，構(gòu)成所述隔熱板的材料為耐熱材料，也就是形成所述隔熱板的材料為耐高溫材料。例如，構(gòu)成所述隔熱板的材料為鎢、鑰、鉭、鈮、釩、不銹鋼、碳化硼、碳化硅及氮化硼等中的一種或多種。在此，選用耐熱材料制作隔熱板，由此便可以提高隔熱板的使用壽命，降低設備的成本投入。例如，所述隔熱板的材料為不銹鋼，具體的，所述不銹鋼的厚度可以為lmnT5mm。通過上述厚度的選擇，能夠以較低的設備成本實現(xiàn)較好的隔熱效果，即實現(xiàn)了成本控制與隔熱效果的兼得。在本實施例中，所述反應腔室2還包括一支撐柱23，所述支撐柱23穿過所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24連接所述加熱器22和所述隔熱板，所述支撐柱23用于支撐所述加熱器22和所述隔熱板。在本實施中，所述加熱器22固定在所述支撐柱23上；所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板通過固定結(jié)構(gòu)27固定于所述加熱器22上，進而通過所述加熱器22固定于所述支撐柱23上，從而保證了所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板的穩(wěn)定。在本實用新型的其他實施例中，所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板還可以通過其他方式保持穩(wěn)定，例如，所述隔熱結(jié)構(gòu)25/隔熱板直接固定于所述支撐結(jié)構(gòu)23上等方式，對此，本申請并不做限定。進一步的，所述支撐柱23上設置有冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道，所述冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道與所述隔熱板的冷卻管道或冷卻腔相連。所述冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道向所述隔熱板的冷卻管道或冷卻腔循環(huán)傳輸冷卻液體或冷卻氣體。在本實施例提供的反應腔室中，有效地減少了加熱器與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間的熱交換，從而提高了旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低了設備維護投入。進一步的，本申請發(fā)明人對于現(xiàn)有技術(shù)的反應腔室以及本實施例的反應腔室做了一熱氣體狀態(tài)的仿真實驗，實驗結(jié)果表明:本實施例提供的反應腔室有效地減少了加熱器與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間的熱傳遞。特別的，本實施例提供的反應腔室中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的溫度較現(xiàn)有技術(shù)中的反應腔室中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的溫度要低得多。最終體現(xiàn)為本實施例的反應腔室有效地減少了加熱器與旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間的熱交換，提高了旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低了設備維護投入。上述描述僅是對本實用新型較佳實施例的描述，并非對本實用新型范圍的任何限定，本實用新型領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種反應腔室，其特征在于，包括:腔體；設置于所述腔體內(nèi)的托盤；設置于所述腔體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)通過筒狀側(cè)壁與所述托盤連接，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、托盤及筒狀側(cè)壁形成了一容置空間；設置于所述容置空間內(nèi)用于加熱所述托盤的加熱器；及設置于所述容置空間內(nèi)的隔熱結(jié)構(gòu)，所述隔熱結(jié)構(gòu)設置于所述加熱器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的反應腔室，其特征在于，所述隔熱結(jié)構(gòu)為一隔熱板，在所述加熱器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)中，所述隔熱板更靠近所述加熱器。
3.如權(quán)利要求2所述的反應腔室，其特征在于，所述隔熱板與所述筒狀側(cè)壁之間具有一間隙，所述間隙的寬度為0.1mm 10mm。
4.如權(quán)利要求2所述的反應腔室，其特征在于，所述筒狀側(cè)壁上設置有排氣孔，且所述排氣孔位于所述隔熱板和加熱器之間區(qū)域的所述筒狀側(cè)壁，所述排氣孔的直徑為0.
5.如權(quán)利要求2所述的反應腔室，其特征在于，所述隔熱板面向所述加熱器的表面為一反射面，所述反射面反射所述加熱器發(fā)出的熱輻射。
6.如權(quán)利要求2所述的反應腔室，其特征在于，所述隔熱板包括本體和嵌于本體的冷卻管路或冷卻腔，所述冷卻管路或冷卻腔中通有冷卻液體或氣體。
7.如權(quán)利要求2所述的反應腔室，其特征在于，構(gòu)成所述隔熱板的材料為耐熱材料。
8.如權(quán)利要求7中的任一項所述的反應腔室，其特征在于，所述隔熱板的厚度為1mm 5mm.
9.如權(quán)利要求6所述的反應腔室，其特征在于，還包括一支撐柱，所述支撐柱穿過所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)連接所述加熱器和所述隔熱板，所述支撐柱支撐所述加熱器和所述隔熱板。
10.如權(quán)利要求9所述的反應腔室，其特征在于，所述支撐柱上設置有冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道，所述冷卻液體或冷卻氣體傳輸管道與所述隔熱板的冷卻管道或冷卻腔相連。
專利摘要本實用新型提供了一種反應腔室，所述反應腔室包括腔體；設置于所述腔體內(nèi)的托盤；設置于所述腔體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)通過筒狀側(cè)壁與所述托盤連接，所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、托盤及筒狀側(cè)壁形成了一容置空間；設置于所述容置空間內(nèi)用于加熱所述托盤的加熱器；及設置于所述容置空間內(nèi)的隔熱結(jié)構(gòu)，所述隔熱結(jié)構(gòu)設置于所述加熱器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間。在本實用新型提供的反應腔室中，所述隔熱結(jié)構(gòu)至少減少所述加熱器和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)之間的熱交換，從而所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)不易損壞、使用壽命較長，從而能夠降低設備維護投入。
文檔編號C23C16/44GK203007403SQ20122073570
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者黃允文, 李王俊 申請人:光達光電設備科技(嘉興)有限公司