CN101191202B - 金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统 - Google Patents
金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101191202B CN101191202B CN2006101189711A CN200610118971A CN101191202B CN 101191202 B CN101191202 B CN 101191202B CN 2006101189711 A CN2006101189711 A CN 2006101189711A CN 200610118971 A CN200610118971 A CN 200610118971A CN 101191202 B CN101191202 B CN 101191202B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- quartz cover
- reactant gases
- pedestal
- heating system
- metal organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统，主要包括反应气体进气管道、石墨圆片、石墨舟、基座、石英罩、加热器、冷却介质进排气管道、反应室，所述反应气体进气管道末端设有缓冲腔、喷淋口，喷淋口与基座之间形成一个反应室，基座的内层为石英罩，石英罩与基座之间形成一个空腔，空腔通过进排气管道与冷却源连接，石英罩内装有高频感应加热器，石墨舟、石墨圆片直接嵌套在基座上。本发明的优点是采用高频感应加热的方式及基座和石英罩组成的双层结构，实现快速加热而均匀加热，有效提高反应气体的利用效率，避免预反应的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应腔的加热系统，特别涉及一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统。
金属有机物化学气相沉积(Metal Organic Chemical VaporDeposition，MOCVD)技术集精密机械、半导体材料、真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动化程度高、价格昂贵、技术集成度高的高端半导体材料、光电子专用设备。工作温度在1000℃左右，生长速度约每小时几百纳米，位错密度在107cm2以下。它不同于液相外延技术MOCVD是一种非平衡生长技术，其工作机理是通过源气体传输，使得III族烷基化合物(TMGa、TMIn、TMAl、二茂镁等)与V族氢化物(AsH3、PH3、NH3)在反应室的衬底上进行热裂解反应。就外延材料的生长速率比较适中，可较精确地控制膜厚。特点是设备反应管壁的温度远远低于内部加热的衬底温度，使得热管壁反应消耗降低。它的组分和生长速率均由各种不同成分的气流和精确控制的源流量决定的。MOCVD作为化合物半导体材料外延生长的理想方法，具有质量高、稳定性好、重复性好、工艺灵活、能规模化量产等特点，已经成为业界生产半导体光电器件和微波器件的关键核心设备，具有广阔的应用前景和产业化价值。
反应腔体是整个MOCVD设备最核心的部分，决定了整个设备的性能。而腔体加热系统是影响沉积性能的重要因素，其加热的均匀性以及加热器的升温与降温速度直接影响着外延沉积的均匀性和生长界面的陡峭性。
由上述的背景可知，寻找一种加热均匀，并且能够快速升温和快速降温的MOCVD加热系统是十分有必要的，因为它直接关系着外延沉积的质量。
本发明的目的是针对已有技术的问题提供一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统。本发明主要包括：反应气体A进气管道(1)，反应气体B进气管道(2)，反应气体A预加热石墨圆片(13)，石墨舟(11)，基座(4)，石英罩(9)，高频感应加热器(10)，石英罩 (9)中心的通气管(8)，冷却介质排气管(6)，反应室(5)，其特征在于所述反应气体A进气管道(1)、气体B进气管道(2)设置于加热系统顶部，反应气体B进气管道末端设有缓冲腔(12)、缓冲腔(12)的底部设有喷淋口(3)，喷淋口(3)的下方为基座(4)，基座(4)采用高温时低热导率的材料氮化硼、熔凝石英或陶瓷材料制成。喷淋口(3)与基座(4)之间形成一个反应室(5)，基座(4)的内层为石英罩(9)，石英罩(9)采用高温时低热导率的材料氮化硼、熔凝石英或陶瓷材料制成。石英罩(9)与基座(4)之间形成一个空腔，空腔通过石英罩的中心管(8)和冷却介质排气管(6)与外界冷却源连接，空腔中通入冷却介质，从而形成一个冷却通道，冷却介质从基座(4)下方流过，从而实现快速降温。石英罩内装有高频感应加热器(10)，石墨舟(11)和采用高热导率耐高温的材料制成的反应气体A预加热石墨圆片(13)直接嵌套在基座(4)上，反应气体A预加热石墨圆片(13)设于气体A的出口处，对气体A进行预裂解。
发明内容
本发明的优点是采用高频感应加热器加热的方式及基座和石英罩组成的双层结构，从而实现对石墨舟和石墨圆片的快速而均匀地加热，有效提高反应气体的利用效率，同时也避免预反应的发生。空腔中通入冷却介质，从而实现快速升温与快速降温。提高了外延沉积的质量。
图1本发明的结构示意图。
附图说明
1反应气体A进气管道、2反应气体B进气管道、3喷淋口、4基座、5反应室、6冷却介质排气管、7反应室气体排气管、8冷却气体进气管、9石英罩、10高频感应加热器、11石墨舟、12缓冲腔、13反应气体A预加热石墨圆片
具体实施方式及原理
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例：参见图1
加热系统的主要结构如图1所示，1为反应气体A进气管道，2为反应气体B进气管道，反应气体A进气管道1、气体B进气管道2设置于加热系统顶部，反应气体A进气管道1、反应气体B进气管道2，反应气体B进气管道末端设有一缓冲腔12，缓冲腔12的底部设有喷淋口3，喷淋口3的下方为基座4，基座4采用高温时低热导率的材料氮化硼、熔凝石英或陶瓷材料制成。喷淋口3与基座4之间形成一个反应室5，基座4的内层为石英罩9，石英罩9采用高温时低热导率的材料氮化硼、熔凝石英或陶瓷材料制成。石墨舟11和采用高热导率耐高温的材料制成的反应气体A预加热石墨圆片13直接嵌套在基座4上，石墨舟11用于 承载半导体晶片，反应气体A预加热石墨圆片13设于气体A的出口处，用于预裂解反应气体A以提高反应气体的利用率，当高频感应加热器10开始加热时，由于石墨热导率比较高，石墨舟11和反应气体A预加热石墨圆片13可以快速升温以达到反应温度，而基座4采用的是低热导率的材料，其升温很慢，所以反应主要集中在石墨舟表面，提高了反应的效率。
基座4的下面是石英罩9，石英罩9与基座4之间形成一个空腔，空腔通过石英罩的中心管8和排气管6与外界冷却源连接，冷却介质从内石英罩9下面的冷却气体进气管8通入，接着在排气管6处被抽出。在反应腔需要降温的时候，该冷却通道可以起到快速冷却的作用，冷却介质的流向与反应气体的流向大致相同，都是沿径向向外流动，可以起到平衡基座4侧壁内外压强的作用，石英罩内装有高频感应加热器。
Claims (4)
1.一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统，主要包括：反应气体A进气管道(1)，反应气体B进气管道(2)，反应气体A预加热石墨圆片(13)，石墨舟(11)，基座(4)，石英罩(9)，高频感应加热器(10)，石英罩(9)中心的通气管(8)，冷却介质排气管(6)，反应室(5)，其特征在于所述反应气体A进气管道(1)、气体B进气管道(2)设置于加热系统顶部，反应气体B进气管道末端设有缓冲腔(12)、缓冲腔(12)的底部设有喷淋口(3)，喷淋口(3)的下方为基座(4)，喷淋口(3)与基座(4)之间形成一个反应室(5)，基座(4)的内层为石英罩(9)，石英罩(9)与基座(4)之间形成一个空腔，空腔通过石英罩的中心管(8)和冷却介质排气管(6)与外界冷却源连接，石英罩内装有高频感应加热器(10)，石墨舟(11)和反应气体A预加热石墨圆片(13)直接嵌套在基座(4)上，反应气体A预加热石墨圆片(13)设于气体A的出口处，对气体A进行预裂解。
2.根据权利要求1所述的一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统，其特征在于所述基座(4)采用氮化硼、熔凝石英或陶瓷材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统，其特征在于所述石英罩(9)采用氮化硼、熔凝石英或陶瓷材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统，其特征在于所述反应气体A预加热石墨圆片(13)采用高热导率耐高温的材料制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006101189711A CN101191202B (zh) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2006101189711A CN101191202B (zh) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101191202A CN101191202A (zh) | 2008-06-04 |
| CN101191202B true CN101191202B (zh) | 2012-06-06 |
Family
ID=39486400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2006101189711A Active CN101191202B (zh) | 2006-12-01 | 2006-12-01 | 金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101191202B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101519772B (zh) * | 2009-04-20 | 2013-06-05 | 南京大学 | 化学气相淀积材料生长设备的反应源进气分配方法与装置 |
| CN103184437A (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-03 | 绿种子科技(潍坊)有限公司 | 加热系统 |
| CN103572255B (zh) * | 2012-08-10 | 2016-02-10 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 金属化学气相沉积设备及其反应腔室 |
| CN103233210B (zh) * | 2013-05-20 | 2015-06-03 | 吉林大学 | 氧化物薄膜高温生长用有机金属化学气相沉积设备 |
| CN103320852A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-09-25 | 光垒光电科技（上海）有限公司 | 用于外延沉积的反应腔 |
| CN103541000B (zh) * | 2013-11-06 | 2016-09-07 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种制备氮化硼单晶的装置及方法 |
| CN103834931B (zh) * | 2014-03-13 | 2017-01-11 | 内蒙古华延芯光科技有限公司 | 一种用于实施化学气相沉积过程的设备 |
| CN105862013B (zh) * | 2016-06-17 | 2018-07-06 | 南京大学 | 一种应用于小型mocvd系统的高温加热装置 |
| CN110885973A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-03-17 | 上海引万光电科技有限公司 | 化学气相沉积设备 |
| WO2022252708A1 (zh) * | 2021-06-01 | 2022-12-08 | 浙江求是半导体设备有限公司 | 外延生长装置的加热体 |
| CN113403609B (zh) * | 2021-06-16 | 2023-08-15 | 苏州矩阵光电有限公司 | Mocvd腔体结构的控制方法 |
| CN114855271A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-08-05 | 浙江求是半导体设备有限公司 | 外延生长装置 |
-
2006
- 2006-12-01 CN CN2006101189711A patent/CN101191202B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101191202A (zh) | 2008-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101191202B (zh) | 金属有机物化学气相沉积设备反应腔的加热系统 | |
| CN102383106B (zh) | 快速清除残余反应气体的金属有机物化学气相沉积反应腔体 | |
| CN201099698Y (zh) | 三重气流金属有机物化学气相沉积设备反应腔体 | |
| CN201284372Y (zh) | 多重气流金属有机物化学气相沉积设备的反应腔体 | |
| CN101215182B (zh) | 制备其密度呈梯度分布的炭/炭复合材料的装置及方法 | |
| CN101921999B (zh) | 多反应腔金属有机物化学气相沉积设备 | |
| JP2006319301A (ja) | 触媒化学気相蒸着装置 | |
| CN102021530A (zh) | 多重气体耦合金属有机物化学气相沉积设备反应腔体 | |
| CN104233222B (zh) | 一种直接在Si衬底上生长六方氮化硼二维薄膜的方法 | |
| CN101298693A (zh) | 一种用于mocvd系统的双层气流石英整流罩反应室装置 | |
| CN108342716A (zh) | 等离子体增强化学气相沉积制备二维材料的系统及方法 | |
| CN101191201B (zh) | 金属有机物化学气相沉积设备的反应腔体 | |
| CN101857952B (zh) | 气相沉积设备反应腔的加热系统 | |
| CN103160814B (zh) | 反应室及其气流控制方法 | |
| CN103451621B (zh) | Mocvd反应腔及工艺设备 | |
| CN201942748U (zh) | 适用于大型化学气相沉积炉的进气管系统 | |
| CN201406469Y (zh) | 气相沉积设备反应腔的加热装置 | |
| CN112501590B (zh) | 一种mocvd设备 | |
| CN1842894A (zh) | 在晶片上沉积薄膜的方法 | |
| CN209508404U (zh) | 应用于有机金属化学气相沉积系统的包覆式加热装置 | |
| JP2007335800A (ja) | 半導体薄膜の製造方法および製造装置 | |
| CN204898064U (zh) | 气体外循环型热丝 cvd 金刚石膜生长装置 | |
| CN103305809A (zh) | 一种温度连续可调的喷淋头 | |
| CN220393990U (zh) | 一种碳化硅长晶炉多通道均匀供气装置 | |
| CN111952233B (zh) | 边缘吹扫装置、基座系统及工艺腔室 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: GUANGDONG ZHAOXIN SEMICONDUCTOR EQUIPMENT MANUFACT Free format text: FORMER OWNER: GAN ZHIYIN Effective date: 20091106 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20091106 Address after: Guangdong province Foshan City Nanhai Pingzhou Shawei Industrial Avenue South West of the first floor of building C plant Applicant after: Guangdong RealFaith Semiconductor Equipment Co., Ltd. Address before: Room 500, No. 309 blue wave road, Zhangjiang, Shanghai Applicant before: Gan Zhiyin |
|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 528200 1st Floor, No. 5 Nangang Street, Pingzhou, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Guangdong Zhongyuan Semiconductor Technology Co., Ltd. Address before: 528251 First Floor Workshop of Building C, Nangang Street, Pingzhou Shawei Industrial West District, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: Guangdong RealFaith Semiconductor Equipment Co., Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address |