CN102212799A - 一种高反应率反应室 - Google Patents

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赵红军
刘鹏
李�燮
陆羽
毕绿燕
孙永健
张国义
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Abstract

本发明公开了一种高反应率反应室，包括室体，室体具有顶壁、底壁及连接顶壁与底壁的两侧壁，顶壁内侧面上设有复数上挡板，底壁内侧面上设有复数下挡板，上挡板与下挡板向内的顶端上下相互交叉，上挡板与下挡板之间平行的间隔排布，室体上连接有输入管道及输出管道。本发明通过在室体内设置若干挡板，使气体多次接触金属源表面，发生多次反应，从而提高了反应效率。

Description

一种高反应率反应室
技术领域
本发明涉及一种反应室，尤其是涉及一种高反应率反应室。
背景技术
以GaN、AlN、InGaN和AlGaN等为主的Ⅲ-AⅤ族氮化物材料，被称为GaN基材料，也是第三代半导体材料的代表。其中GaN、AlN具有禁带宽、电子饱和漂移速率高、击穿电场强度高、抗辐射强、介电常数小、热稳定性好和化学性能稳定等优点。而且GaN基材料是直接带隙宽禁带半导体材料，其直接带隙可以覆盖1.9-6.2eV，是制作背光源、蓝光LED、紫光LED、白光LED、蓝光LD和紫光LD等器件的良好材料，从而得到了更多的应用和关注。
GaN基材料的制备有多种方式，目前常见的有金属有机物气相外延法MOCVD(包括APMOCVD、LPMOCVD)、等离子体增强MOCVD（PE—MOCVD）、高温高压合成法、分子束外延法（MBE）和氢化物气相外延（HVPE）法等。氢化物气相外延法（HVPE）是用卤化氢气体与Ⅲ-AⅤ族金属反应，其生长效率高、设备简单、制备成本低，近年来被公认为最有前途的生长GaN自支撑衬底技术，因而引起了国内外研究人员的广泛兴趣。
氢化物气相外延法（HVPE）设备在发展过程中遇到不少问题，其中之一就是当设备由单片衬底生长向多片衬底生长发展和由薄膜生长到厚膜生长过程中，当反应物的输入量增加后，反应室相对变小，反应率降低。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种反应率高、容量大的反应室。
为达上述目的，本发明的一种高反应率反应室，采用以下的技术方案：
一种高反应率反应室，包括室体，室体具有顶壁、底壁及连接顶壁与底壁的两侧壁，顶壁内侧面上设有复数上挡板，底壁内侧面上设有复数下挡板，上挡板与下挡板向内的顶端上下相互交叉，上挡板与下挡板之间平行的间隔排布，室体上连接有输入管道及输出管道。
进一步地，所述室体的下部设置有金属源连通口；
进一步地，所述挡板的一端固定于顶壁或底壁上，另一端延伸至室体内；
进一步地，所述输入管道设置于侧壁上，或输入管道设置于底壁上；输出管道可设置于侧壁上，或输出管道设置于顶壁上。
综上所述，本发明通过在室体的顶壁或底壁上交叉、间隔地固定若干挡板，气体通入室体后，经过挡板的多次阻挡，多次接触金属源表面次反应，大大提高了反应效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例的结构示意图。
图2为本发明另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
请参阅图1及图2，本发明高反应率反应室包括室体1、若干上挡板21、若干下挡板22、输入管道3及输出管道4。
室体1具有顶壁11、底壁12及连接顶壁11与底壁12的两侧壁13，室体1的下部设置有金属源连通口5，顶壁11内侧面上设有复数上挡板21，底壁12内侧面上设有复数下挡板22，上挡板21与下挡板22向内的顶端上下相互交叉，上挡板21与下挡板22之间平行的间隔排布，室体1上连接输入管道3及输出管道4。
请参阅图1，输入管道3及输出管道4分别设置于室体1的两侧壁13上。当在此反应室内进行化学反应时，将适量金属加热融化，并从输入管道3均匀添入金属源连通口5中，确保金属源连通口5的两边都有金属反应物，卤化氢气体通过输入管道3通入室体1内。当卤化氢气体进入室体1到达金属上空向右流动，经上挡板21阻挡后向下流动，接触金属源连通口5内的金属表面，大部分卤化氢气体参与第一次反应。未反应的氯化氢和反应生成的气体混合到达下挡板22时向上流动，为第二次接触金属源表面创造条件，混合气体到达上挡板21时向下流动，混合气体与金属源表面接触发生第二次反应。这样经过多次反应，剩下的卤化氢可以忽略。最后将反应后生成的气体从输出管道4通往后续设备。
请参阅图2，输入管道3设置于底壁12中间，两输出管道4设置于顶壁11的两端。顶壁11上于输入管道3的两侧间隔固定有上挡板21，底壁12上于输入管道3的两侧固定有下挡板22，，上挡板21与下挡板22向内的顶端上下相互交叉，上挡板21与下挡板22之间平行的间隔排布。将适量金属镓加热融化，并从输出管道4均匀添入金属源连通口5中，然后将卤化氢气体通过输入管道3通入室体1内向两侧流动，经过挡板的多次阻挡，卤化氢气体多次接触金属源表面，发生多次反应，剩下的卤化氢可以忽略。最后将反应后生成的气体从输出管道4通往后续设备。
当反应物的输入量较多时，可适当增加室体1的长度和高度，增大反应物的盛放空间。
综上所述，本发明通过在室体1的顶壁11或底壁12上交叉、间隔地固定若干挡板，卤化氢气体通入室体1后，经过挡板的多次阻挡，卤化氢气体多次接触金属源表面，发生多次反应，大大提高了反应效率；同时，可通过增加室体1的长度和高度来增大反应室容量。在其他有气体参与和流动性好的反应物反应的化学反应中也能够使用本发明反应室提高反应率。
以上所述实施例仅表达了本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种高反应率反应室，包括室体（1），室体（1）具有顶壁（11）、底壁（12）及连接顶壁（11）与底壁（12）的两侧壁（13），其特征在于：所述顶壁（11）内侧面上设有复数上挡板（21），所述底壁（12）内侧面上设有复数下挡板（22），所述上挡板（21）与下挡板（22）向内的顶端上下相互交叉，所述上挡板（21）与下挡板（22）之间平行的间隔排布，室体（1）上连接有输入管道（3）及输出管道（4）。
2.根据权利要求1所述的一种高反应率反应室，其特征在于：所述室体（1）的下部设置有金属源连通口（5）。
3.根据权利要求1所述的一种高反应率反应室，其特征在于：所述挡板（2）的一端固定于顶壁（11）或底壁（12）上，另一端延伸至室体（1）内。
4.根据权利要求1所述的一种高反应率反应室，其特征在于：所述输入管道（3）设置于侧壁（13）上，或输入管道（3）设置于底壁（12）上；输出管道（4）设置于侧壁（13）上，或输出管道（4）设置于顶壁（11）上。
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