CN102618921B - 一种双排气平板式外延炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双排气平板式外延炉，包括石英钟罩(1)和底板(15)，底板(15)上端安装有石英钟罩(1)，石英钟罩(1)的上端中部开有一个石英法兰接口(2)，石英法兰接口(2)的上端通过法兰(3)与不锈钢排气管(4)相连接，不锈钢排气管(4)与动力电机(10)相连，法兰(3)与动力电机(10)之间安装有气动阀(5)，气动阀(5)与右侧的电磁阀(6)相连，位置传感器(8)通过导线与电磁阀(6)相连，位置传感器(8)与电磁阀(6)之间导线中间安装有时间开关(7)。本发明结构简单，采用双排气系统，可以将钟罩内部的高颗粒密度气氛真空排出，将低颗粒密度的洁净室气氛引入，从而得到相对洁净的外延生长环境。

Description

一种双排气平板式外延炉
技术领域
本发明涉及一种平板硅外延片生产设备，特别涉及一种双排气平板式外延炉。
背景技术
在半导体芯片及分立器件制造中，硅外延片作为一种衬底材料有其重要的地位。硅外延是指通过物理或者化学的方法在单晶硅衬底片上淀积一层单晶硅薄膜，表征外延片的品质主要有电学参数和晶格缺陷两个方面。在实际的工业生产中，化学气相淀积(CVD)技术被广泛应用，CVD外延炉主要有两种，一种是桶式外延反应炉，另一种是平板式外延反应炉，平板式外延炉能得到具有良好电学参数的外延片，但这种外延炉对外延生长环境的洁净度较为苛刻，其腔体结构决定了外延生长环境中的微小颗粒很容易被引入到硅片表面，并被包裹在外延层里面，从而会导致较为严重的晶格缺陷，影响到外延片生产的成品率，根据实际生产的数据，晶格缺陷为该类型外延反应腔体的主要缺陷。
原有的平板外延炉的结构中，在外延生长时钟罩将基座覆盖，使得外延的生长气氛与洁净室环境完全隔离，基座中心有一根喷管输出参与外延生长的各种气体，在基座下方有管道将反应后的残余气体抽离腔体并经处理后导入大气中。在外延生长前及生长过程中腔体环境的颗粒沾污常常被引入到钟罩内部的气体中并最终沉积在硅衬底表面，造成了外延片的晶格不良，钟罩内气体存在的悬浮颗粒为晶格产生的直接原因，但由于该钟罩体积较大，基座往往温度较高，导致了钟罩内越趋近于上部的气流越趋近于静止状态，而尾气排气口处于基座的下部，位置很低，因此气氛中积累的颗粒也难以从尾气管道中排出，在钟罩的升降过程中钟罩内部气流紊流，气氛中的颗粒被大量吸附到硅衬底表面，另一方面，当钟罩下降后腔体内部的气流循环也很容易将高颗粒密度气体中的颗粒带入到衬底表面，导致晶格产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双排气平板式外延炉，结构简单，采用双排气系统，可以将钟罩内部的高颗粒密度气氛真空排出，将低颗粒密度的洁净室气氛引入，从而得到相对洁净的外延生长环境。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双排气平板式外延炉，包括石英钟罩、不锈钢排气管、基座和底板，所述的底板上端安装有石英钟罩，所述的石英钟罩的内部、底板的上端安装固定有基座，所述的基座的中间竖直通有石英喷管，所述的石英钟罩的内部、底板靠左的位置向下通有与外部相连接的下排气管，所述的石英钟罩外部右侧竖直安装有与底板相连的钟罩升降机，所述的石英钟罩的上端中部开有一个石英法兰接口，所述的石英法兰接口的上端通过法兰与不锈钢排气管相连接，所述的不锈钢排气管与动力电机相连，所述的法兰与动力电机之间的不锈钢排气管上安装有气动阀，所述的气动阀与右侧的电磁阀相连，所述的钟罩升降机的下端安装有位置传感器，所述的位置传感器通过导线与电磁阀相连，所述的位置传感器与电磁阀之间导线中间安装有时间开关。
所述的电磁阀上端与外接压缩空气。
所述的气动阀为常闭式气动阀。
所述的不锈钢排气管通过管道与下排气管相连。
有益效果
本发明涉及一种双排气平板式外延炉，结构简单，原来的尾气排放口以及改进后石英钟罩顶部的出口就构成了双排气系统的平板式外延炉，前者主要作用于外延工艺过程，后者将钟罩内部的高颗粒密度气氛真空排出，将低颗粒密度的洁净室气氛引入，从而得到相对洁净的外延生长环境，改进后外延片表面晶格缺陷得到了大幅改善，另外因为在每一个外延生长循环后都及时清除了钟罩内部的高浓度颗粒气体，因此也有效延长了反应腔的设备维护周期，有效地提高了设备的使用率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的改进前的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明的实施方式涉及一种双排气平板式外延炉，包括石英钟罩1、不锈钢排气管4、基座12和底板15，所述的底板15上端安装有石英钟罩1，所述的石英钟罩1的内部、底板15的上端安装固定有基座12，所述的基座12的中间竖直通有石英喷管13，所述的底板15靠左的位置向下通有根与外部相连接的下排气管14，所述的石英钟罩1的右端竖直安装有与底板15相连的钟罩升降机9，所述的石英钟罩1的上端中部开有一个石英法兰接口2，所述的石英法兰接口2的上端通过法兰3与不锈钢排气管4相连接，所述的不锈钢排气管4与动力电机10相连，所述的法兰3与动力电机10之间的不锈钢排气管4上安装有气动阀5，所述的气动阀5与右侧的电磁阀6相连，所述的钟罩升降机9的下端安装有位置传感器8，所述的位置传感器8通过导线与电磁阀6相连，所述的位置传感器8与电磁阀6之间导线中间安装有时间开关7，所述的电磁阀6上端与外接压缩空气11，所述的气动阀5为常闭式气动阀，所述的不锈钢排气管4通过管道与下排气管14相连。
实施例1
如图1所示，一个石英法兰接口2从石英钟罩1顶部引出，并用法兰3将其与不锈钢排气管4连接，不锈钢排气管4最后通过动力电机10将高颗粒气体排出。不锈钢排气管4内真空通道的开闭由常闭气动阀5控制，气动阀5的压缩空气由电磁阀6控制，位置传感器8提供电磁阀6的电信号，时间开关7被串联接入电磁阀6和位置传感器8之间，当石英钟罩1升起到一定位置时，触发安装在升降机9上的位置传感器8，位置传感器8输出信号时，同时激活了时间开关7，常闭气动阀5打开，石英钟罩1内部气体被不断抽走，洁净室气体被不断被置换到钟罩内，在经过规定的时间后，时间开关7切断位置传感器8输出的电流，电磁阀6关闭压缩空气，气动阀5闭合，钟罩内部气体的抽取操作结束。

Claims (4)

1.一种双排气平板式外延炉，包括石英钟罩(1)、不锈钢排气管(4)、基座(12)和底板(15)，所述的底板(15)上端安装有石英钟罩(1)，所述的石英钟罩(1)的内部、底板(15)的上端安装固定有基座(12)，所述的基座(12)的中间竖直通有石英喷管(13)，所述的石英钟罩(1)的内部、底板(15)靠左的位置向下通有与外部相连接的下排气管(14)，所述的石英钟罩(1)外部右侧竖直安装有与底板(15)相连的钟罩升降机(9)，其特征在于，所述的石英钟罩(1)的上端中部开有一个石英法兰接口(2)，所述的石英法兰接口(2)的上端通过法兰(3)与不锈钢排气管(4)相连接，所述的不锈钢排气管(4)与动力电机(10)相连，所述的法兰(3)与动力电机(10)之间的不锈钢排气管(4)上安装有气动阀(5)，所述的气动阀(5)与右侧的电磁阀(6)相连，所述的钟罩升降机(9)的下端安装有位置传感器(8)，所述的位置传感器(8)通过导线与电磁阀(6)相连，所述的位置传感器(8)与电磁阀(6)之间导线中间安装有时间开关(7)。
2.根据权利要求1所述的一种双排气平板式外延炉，其特征在于，所述的电磁阀(6)上端外接压缩空气管道(11)。
3.根据权利要求1所述的一种双排气平板式外延炉，其特征在于，所述的气动阀(5)为常闭式气动阀。
4.根据权利要求1所述的一种双排气平板式外延炉，其特征在于，所述的不锈钢排气管(4)通过管道与下排气管(14)相连。
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