CN107740182A - 一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备 - Google Patents

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李文辉
陈蛟
刘鹏
吴洁君
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Abstract

本发明公开了一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，包括设备本体，所述设备本体包括进气法兰和反应腔室，所述进气法兰设置在反应腔室的一端，与反应腔室连接；所述反应腔室的包括腔室外壁，所述腔室外壁上设置有加热系统；所述反应腔室内设置有晶片和金属源放置位，所述金属源放置位设置在所述进气法兰的进气口与晶片之间。本发明的设备在晶片外延的过程中，可有效地减少进气法兰位置副产物的积累，从而提高反应腔室的清洁程度，延长了设备的维护周期，提高了产品的良率和产率。

Description

一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备
技术领域
本发明涉及氢化物气相外延设备技术领域，具体涉及一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备。
背景技术
自集成电路问世以来，集成电路工业发展迅猛，成为发展最快的一项工业。集成度的不断提高，要求器件的尺寸不断的缩小，同时也凸显出不少问题，如何避免工艺制造中的污染也成为了不小的挑战，而尘埃颗粒是工艺制造中的主要污染源之一。
生长速率快的氢化物气相外延成为一种高效率的外延生长方法之一。但在现有的氢化物气相外延设备中，也同样存在颗粒污染的问题，比如进气法兰位置处的副产物沉积。
由于进气法兰是反应腔室与外部环境隔绝的介质，在外延生长时反应腔室处于高温状态而外部环境处于室温，因此进气法兰相较于反应腔室是处于较低温状态，自然而然地外延生长过程中的副产物会沉积在处于低温状态的进气法兰附近；当副产物积累到一定程度时，会伴随气流传送到晶片上面，从而造成外延片的污染，最终影响外延质量和良率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，有效地减少进气法兰位置副产物的积累，从而提高反应腔室的清洁程度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，包括设备本体，所述设备本体包括进气法兰和反应腔室，所述进气法兰设置在反应腔室的一端，与反应腔室连接，进气法兰上设有气源进气口；
所述反应腔室的包括腔室外壁，所述腔室外壁上设置有加热系统；
所述反应腔室内设置有晶片和金属源放置位，所述金属源放置位设置在所述进气法兰的进气口与晶片之间。
进一步地，所述反应腔室中在进气法兰一侧的内径d小于所述反应腔室中所述晶片所在区域的内径D。
进一步地，在所述腔室外壁与加热系统之间设有加热辅助系统，该加热辅助系统位于进气法兰一侧。
进一步地，所述氢化物气相外延设备为水平式所述氢化物气相外延设备，所述晶片朝向所述金属源放置位倾斜放置在反应腔室内。
进一步地，所述进气法兰的进气口与金属源放置位之间、位于进气法兰的一侧的位置上设置有隔板。
进一步地，所述隔板上设置有一个或多个隔板通孔。
进一步地，所述隔板的材质为耐温800℃以上的材质。
进一步地，所述进气法兰有一个或多个。
进一步地，所述进气法兰上有一个或多个气源进气口。
基于上述的发明构思，还提供另一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，包括设备本体，所述设备本体包括进气法兰和反应腔室，所述进气法兰设置在反应腔室的一端，与反应腔室连接, 进气法兰上设有气源进气口；
所述反应腔室的包括腔室外壁，所述腔室外壁上设置有加热系统；
所述反应腔室内设置有晶片和金属源放置位，所述金属源放置位设置在所述进气法兰的进气口与晶片之间；
所述氢化物气相外延设备为垂直式的氢化物气相外延设备，所述晶片水平放置在反应腔室内。
进一步地，所述进气法兰的进气口与金属源放置位之间、位于进气法兰的一侧的位置上设置有隔板。
进一步地，所述隔板上设置有一个或多个隔板通孔。
进一步地，所述隔板的材质为耐温800℃以上的材质。
进一步地，所述进气法兰有一个或多个。
进一步地，所述进气法兰上有一个或多个气源进气口。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的设备在晶片外延的过程中，可有效地减少进气法兰位置副产物的积累，从而提高反应腔室的清洁程度，延长了设备的维护周期，提高了产品的良率和产率。
附图说明
图1是本发明实施例1中所述的氢化物气相外延设备的局部示意图；
图2是本发明实施例2中所述的氢化物气相外延设备的局部示意图；
图3是本发明实施例3中所述的氢化物气相外延设备的局部示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
提供一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，如附图1所示，所述氢化物气相外延设备为水平式所述氢化物气相外延设备，其包括设备本体，所述设备本体包括进气法兰1和反应腔室2，所述进气法兰1有一个，设置在反应腔室2的一端，与反应腔室2连接；所述进气法兰1上设置有3个进气口，分别是腔室气源进气口51、氯化氢进气口52和氨气进气口53；所述反应腔室2的包括腔室外壁4，所述腔室外壁4上设置有加热系统6；所述反应腔室2内设置有晶片3和金属源放置位7，所述金属源放置位7设置在所述氯化氢进气口52与晶片3之间，所述晶片3朝向所述金属源放置位7倾斜放置在反应腔室2内。
所述反应腔室2中在进气法兰1一侧的内径d小于所述反应腔室2中所述晶片3所在区域的内径D；在所述腔室外壁4与加热系统6之间设有加热辅助系统61，该加热辅助系统61位于进气法兰1一侧。
本实施例中，所述反应腔室2中在进气法兰1一侧的内径d小于所述反应腔室2中所述晶片3所在区域的内径D，在气相外延生长过程中，相较于晶片3附近而言，处于低温状态的进气法兰1附近，与反应混合气体的接触面积明显减少，有效地抑制了副产物的沉积；在所述腔室外壁4与加热系统6之间设有加热辅助系统61，该加热辅助系统61位于进气法兰1一侧，使进气法兰1附近的温度升高，缩小进气法兰1附近与晶片3附近的温差，有效地抑制了副产物的沉积。上述二者的技术效果相互叠加，减少进气法兰1附近副产物的积累，从而提高反应腔室的清洁程度，延长了设备的维护周期，提高了产品的良率和产率。
本实施例的使用流程如下：开启加热系统6和加热辅助系统61，放置晶片3，在金属源位置位7放置金属镓源，分别打开腔室气源进气口51、氯化氢进气口52、氨气进气口53，当氯化氢气体经过金属镓源时，与金属镓反应生成氯化镓，随后氯化镓与氨气在反应腔室2内的晶片3附近混合反应，在晶片3表面沉积氮化镓材料。
实施例2
提供一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，如附图2所示，所述氢化物气相外延设备为水平式所述氢化物气相外延设备，其包括设备本体，所述设备本体包括进气法兰1和反应腔室2，所述进气法兰1有一个，设置在反应腔室2的一端，与反应腔室2连接；所述进气法兰1上设置有3个进气口，分别是腔室气源进气口51、氯化氢进气口52和氨气进气口53；所述反应腔室2的包括腔室外壁4，所述腔室外壁4上设置有加热系统6；所述反应腔室2内设置有晶片3和金属源放置位7，所述金属源放置位7设置在所述氯化氢进气口52与晶片3之间，所述晶片3朝向所述金属源放置位7倾斜放置在反应腔室2内。
所述反应腔室2中在进气法兰1一侧的内径d小于所述反应腔室2中所述晶片3所在区域的内径D；在所述腔室外壁4与加热系统6之间设有加热辅助系统61，该加热辅助系统61位于进气法兰1一侧；所述进气法兰1的腔室气源进气口51与金属源放置位7之间、位于进气法兰1的一侧的位置上设置有隔板8。
所述隔板8的材质为耐温800℃以上的材质，防止隔板8在高温状态下发生异常；隔板8上设置有一个隔板通孔81，使腔室气源能顺利进入反应腔室2。
本实施例中，所述反应腔室2中在进气法兰1一侧的内径d小于所述反应腔室2中所述晶片3所在区域的内径D，在气相外延生长过程中，相较于晶片3附近而言，处于低温状态的进气法兰1附近，与反应混合气体的接触面积明显减少，有效地抑制了副产物的沉积；在所述腔室外壁4与加热系统6之间设有加热辅助系统61，该加热辅助系统61位于进气法兰1一侧，使进气法兰1附近的温度升高，缩小进气法兰1附近与晶片3附近的温差，有效地抑制了了副产物的沉积；所述进气法兰1的腔室气源进气口51与金属源放置位7之间、位于进气法兰1的一侧的位置上设置有隔板8，使反应混合气体的扩散路径更加曲折，也在一定程度上减少了处于低温状态的进气法兰1附近与反应混合气体的接触面积，有效地抑制了副产物在进气法兰1附近沉淀。上述三者的技术效果相互叠加，减少进气法兰1附近副产物的积累，从而提高反应腔室的清洁程度，延长了设备的维护周期，提高了产品的良率和产率。
本实施例的使用流程如下：开启加热系统6和加热辅助系统61，放置晶片3，在金属源位置位7放置金属镓源，分别打开腔室气源进气口51、氯化氢进气口52、氨气进气口53，当氯化氢气体经过金属镓源时，与金属镓反应生成氯化镓，随后氯化镓与氨气在反应腔室2内的晶片3附近混合反应，在晶片3表面沉积氮化镓材料。
实施例3
基于上述的发明构思，还提供另一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，如图3所示，所述氢化物气相外延设备为垂直式的氢化物气相外延设备，包括设备本体，所述设备本体包括进气法兰1和反应腔室2，所述进气法兰1有一个，设置在反应腔室2的一端，与反应腔室2连接；所述进气法兰1上设置有3个进气口，分别是腔室气源进气口51、氯化氢进气口52和氨气进气口53；所述反应腔室2的包括腔室外壁4，所述腔室外壁4上设置有加热系统6；所述反应腔室2内设置有晶片3和金属源放置位7，所述金属源放置位7设置在所述进气法兰1的氯化氢进气口52与晶片3之间，所述晶片3水平放置在反应腔室2内。
所述进气法兰1的腔室气源进气口51与金属源放置位7之间、位于进气法兰1的一侧的位置上设置有隔板8。
所述隔板8的材质为耐温800℃以上的材质，防止隔板8在高温状态下发生异常；隔板8上设置有一个隔板通孔81，使腔室气源能顺利进入反应腔室2。
本实施例中，垂直式的设计使副产物不易在进气法兰1附近沉淀；所述进气法兰1的腔室气源进气口51与金属源放置位7之间、位于进气法兰1的一侧的位置上设置有隔板8，使反应混合气体的扩散路径更加曲折，也在一定程度上减少了处于低温状态的进气法兰1附近与反应混合气体的接触面积，有效地抑制了副产物在进气法兰1附近沉淀。
本实施例的使用流程如下：开启加热系统6和加热辅助系统61，放置晶片3，在金属源位置位7放置金属镓源，分别打开腔室气源进气口51、氯化氢进气口52、氨气进气口53，当氯化氢气体经过金属镓源时，与金属镓反应生成氯化镓，随后氯化镓与氨气在反应腔室2内的晶片3附近混合反应，在晶片3表面沉积氮化镓材料。
上述实施例为本发明的较佳的实现方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改善反应腔室清洁程度的氢化物气相外延设备，包括设备本体，其特征在于：所述设备本体包括进气法兰（1）和反应腔室（2），所述进气法兰（1）设置在反应腔室（2）的一端，与反应腔室（2）连接，进气法兰（1）上设有气源进气口；
所述反应腔室（2）包括腔室外壁（4），所述腔室外壁（4）上设置有加热系统（6）；
所述反应腔室（2）内设置有晶片（3）和金属源放置位（7），所述金属源放置位（7）设置在所述进气法兰（1）的进气口与晶片（3）之间。
2.根据权利要求1所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述反应腔室（2）中在进气法兰（1）一侧的内径d小于所述反应腔室（2）中所述晶片（3）所在区域的内径D。
3.根据权利要求1所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述氢化物气相外延设备为垂直式的氢化物气相外延设备，所述晶片（3）水平放置在反应腔室（2）内。
4.根据权利要求2所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：在所述腔室外壁（4）与加热系统（6）之间设有加热辅助系统（61），该加热辅助系统（61）位于进气法兰（1）一侧。
5.根据权利要求4所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述氢化物气相外延设备为水平式所述氢化物气相外延设备，所述晶片（3）朝向所述金属源放置位（7）倾斜放置在反应腔室（2）内。
6.根据权利要求1-5任一项中所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述进气法兰（1）的进气口与金属源放置位（7）之间、位于进气法兰（1）的一侧的位置上设置有隔板（8）。
7.根据权利要求6所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述隔板（8）上设置有一个或多个隔板通孔（81）。
8.根据权利要求7所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述隔板（8）的材质为耐温800℃以上的材质。
9.根据权利要求8所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述进气法兰（1）有一个或多个。
10.根据权利要求9所述的氢化物气相外延设备，其特征在于：所述进气法兰（1）上有一个或多个气源进气口。
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