CN114753001B - 一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及外延生长技术领域，具体提供了一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法，其包括：所述反应室包括上半月石墨腔体和下半月石墨腔体，所述上半月石墨腔体两侧通过侧壁支撑石墨件与所述下半月石墨腔体连接，以围合构成气体反应腔，所述上半月石墨腔体的底壁具有多条平行设置的冷却流道，所述上半月石墨腔体一侧设有与所述冷却流道连接的冷却气体提供组件，所述冷却气体提供组件用于在所述反应室进行外延生长时为所述冷却流道提供所述冷却气体；该外延沉积反应室能够有效地减少由于反应气体在上半月石墨腔体的底壁发生化学反应而形成晶体的情况。

Description

一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法
技术领域
本申请涉及外延生长技术领域，具体而言，涉及一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法。
背景技术
外延生长工艺通常都是在高温环境中进行，在反应室内的温度达到外延生长所需的温度后，反应气体会在晶片表面发生化学反应并生成一层薄膜，从而实现晶片的外延生长。但由于反应气体在反应室内均匀混合，因此反应气体也能在反应室的表面发生化学反应并沉积在反应室表面，在长时间使用后，反应室上表面沉积的晶体可能会掉落到晶片上，从而导致晶片上生长的薄膜存在严重的缺陷。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法，能够有效地减少出现由于上半月石墨腔体上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
第一方面，本申请提供了一种外延沉积反应室，用于晶片的外延生长，其包括：
上半月石墨腔体和下半月石墨腔体；
上述上半月石墨腔体两侧通过侧壁支撑石墨件与上述下半月石墨腔体连接，以围合构成气体反应腔，上述上半月石墨腔体的底壁具有多条平行设置的冷却流道，上述上半月石墨腔体一侧设有与上述冷却流道连接的冷却气体提供组件，上述冷却气体提供组件用于在上述反应室进行外延生长时为上述冷却流道提供冷却气体。
本申请提供的一种外延沉积反应室，在反应室进行外延生长时为冷却流道提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体，由于上半月石墨腔体的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
可选地，上述外延沉积反应室还包括上下设置的第二供气组件和第一供气组件，上述第一供气组件和上述第二供气组件均设置在上述气体反应腔的一侧，上述第一供气组件用于为上述气体反应腔提供反应气体，上述第二供气组件用于为上述气体反应腔提供用于防止上述反应气体与上述上半月石墨腔体的底壁直接接触的隔离气体。
本申请提供的一种外延沉积反应室的第一供气组件和第二供气组件分别用于为气体反应腔提供反应气体和隔离气体，由于第二供气组件位于第一供气组件上方，因此上半月石墨腔体的底壁表面形成隔离气体层，从而进一步地避免反应气体在上半月石墨腔体的底壁表面发生化学反应。
可选地，上述外延沉积反应室还包括分流板，上述气体反应腔通过上述分流板与上述第一供气组件和上述第二供气组件连接，上述分流板包括上下设置的第一导气口和第二导气口，上述第一导气口用于导流输送上述隔离气体，上述第二导气口用于导流输送上述反应气体。
可选地，上述外延沉积反应室还包括感应线圈，上述感应线圈螺旋设置在上述反应室外侧，上述感应线圈顶端的线圈间距沿冷却气体的流动方向逐渐增大。
本申请提供的一种外延沉积反应室的感应线圈顶端的线圈间距沿冷却气体的流动方向逐渐增大，从而有效地避免由于冷却气体吸热后温度上升而造成上半月石墨腔体的温度分布不均匀。
可选地，上述外延沉积反应室还包括气浮气路和托盘，上述气浮气路和上述托盘均设置在上述下半月石墨腔体上，上述气浮气路位于上述托盘下方，上述气浮气路用于在上述反应室进行外延生长时驱动上述托盘旋转。
可选地，上述外延沉积反应室还包括石英腔体，上述上半月石墨腔体和上述下半月石墨腔体设置在上述石英腔体内，上述上半月石墨腔体和上述下半月石墨腔体与上述石英腔体之间设有保温层。
第二方面，本申请还提供了一种外延沉积系统，用于晶片的外延生长，其包括：反应室，其包括上半月石墨腔体、下半月石墨腔体、温度检测组件和控制器；
上述上半月石墨腔体两侧通过侧壁支撑石墨件与上述下半月石墨腔体连接，以围合构成气体反应腔，上述上半月石墨腔体的底壁具有多条平行设置的冷却流道，上述上半月石墨腔体一侧设有与上述冷却流道连接的冷却气体提供组件，上述冷却气体提供组件用于在上述反应室进行外延沉积时为上述冷却流道提供冷却气体；
上述温度检测组件用于检测上述下半月石墨腔体的温度或上述气体反应腔的输出气体的温度以生成温度信息；
上述控制器与上述温度检测组件和冷却气体提供组件电性连接，上述控制器用于获取上述温度信息，上述控制器还用于在上述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制上述冷却气体提供组件调节上述冷却气体的流量，直至上述温度信息稳定在上述外延生长所需的温度区间内。
本申请提供的一种外延沉积系统，在反应室进行外延生长时为冷却流道提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体，由于上半月石墨腔体的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
可选地，上述在上述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制上述冷却气体提供组件调节上述冷却气体的流量，直至上述温度信息稳定在上述外延生长所需的温度区间内的过程包括：在上述温度信息大于等于上述温度区间的最大值时，控制上述冷却气体提供组件增大上述冷却气体的流量；在上述温度信息小于等于上述温度区间的最小值时，控制上述冷却气体提供组件减小上述冷却气体的流量。
第三方面，本申请还提供了一种外延沉积方法，用于晶片的外延生长，应用在外延沉积系统中，上述外延沉积系统包括反应室，上述反应室包括上半月石墨腔体和下半月石墨腔体，上述上半月石墨腔体两侧通过侧壁支撑石墨件与上述下半月石墨腔体连接，以围合构成气体反应腔，上述上半月石墨腔体的底壁具有多条平行设置的冷却流道，上述上半月石墨腔体一侧设有与上述冷却流道连接的冷却气体提供组件，上述冷却气体提供组件用于在上述反应室进行外延沉积时为上述冷却流道提供冷却气体，上述反应室还包括温度检测组件，用于检测上述下半月石墨腔体的温度或上述气体反应腔的输出气体的温度以生成温度信息，上述外延沉积方法包括以下步骤：
获取上述温度信息；
在上述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制上述冷却气体提供组件调节上述冷却气体的流量，直至上述温度信息稳定在上述外延生长所需的温度区间内。
本申请提供的一种外延沉积方法，在反应室进行外延生长时为冷却流道提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体，由于上半月石墨腔体的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
可选地，上述在上述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制上述冷却气体提供组件调节上述冷却气体的流量，直至上述温度信息稳定在上述外延生长所需的温度区间内的步骤包括以下步骤：
在上述温度信息大于等于上述温度区间的最大值时，控制上述冷却气体提供组件增大上述冷却气体的流量；
在上述温度信息小于等于上述温度区间的最小值时，控制上述冷却气体提供组件减小上述冷却气体的流量。
由上可知，本申请提供的一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法，在反应室进行外延生长时为冷却流道提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体，由于上半月石墨腔体的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种外延沉积反应室的正向剖面结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种外延沉积反应室的侧向剖面结构示意图。
图3为本申请另一种实施例提供的一种外延沉积反应室的侧向剖面结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种分流板的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的一种外延沉积系统的部分结构示意图。
图6为本申请实施例提供的一种外延沉积方法的流程图。
附图标记：1、上半月石墨腔体；2、下半月石墨腔体；3、侧壁支撑石墨件；4、气体反应腔；5、冷却流道；6、分流板；61、第一导气口；62、第二导气口；7、感应线圈；8、托盘；9、气浮气路；10、石英腔体；11、保温层；12、第一供气组件；13、第二供气组件；14、温度检测组件；15、冷却气体提供组件；16、控制器。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
第一方面，如图1-图4所示，本申请提供了一种外延沉积反应室，用于晶片的外延生长，其包括：
反应室，其包括上半月石墨腔体1和下半月石墨腔体2；
上半月石墨腔体1两侧通过侧壁支撑石墨件3与下半月石墨腔体2连接，以围合构成气体反应腔4，上半月石墨腔体1的底壁具有多条平行设置的冷却流道5，上半月石墨腔体1一侧设有与冷却流道5连接的冷却气体提供组件15，冷却气体提供组件15用于在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体。
其中，外延沉积反应室还包括加热组件和第一供气组件12，该加热组件可以为感应线圈7等，该加热组件用于加热反应室，以使气体反应腔4内的温度达到外延生长所需要的温度，该第一供气组件12设置在气体反应腔4的一侧，该第一供气组件12用于为气体反应腔4提供反应气体。晶片放置在下半月石墨腔体2的顶壁上且位于气体反应腔4内，当气体反应腔4内存在反应气体且气体反应腔4内的温度达到外延生长所需要的温度时，反应气体会在晶片表面发生化学反应并生成一层薄膜，从而实现晶片的外延生长。上半月石墨腔体1的底壁具有多条平行设置的冷却流道5，上半月石墨腔体1一侧设有冷却气体提供组件15，冷却气体提供组件15与冷却流道5连接，该冷却气体提供组件15能够为冷却流道5提供单向流动的冷却气体，该冷却气体可以为气体温度低于外延生长所需要的温度的任意气体。
上述实施例的工作原理为：在反应室进行外延生长时，冷却气体提供组件15为冷却流道5提供冷却气体，由于冷却气体的温度低于外延生长所需要的温度，冷却气体会吸收上半月石墨腔体1的底壁的热量，以使上半月石墨腔体1的底壁的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
在一些实施例中，冷却流道5的流道壁的形状为直线形、波浪形、折线形等。优选地，冷却流道5的流道壁的结构为波浪形或折线形，从而有效地增大了冷却气体与冷却流道5的接触面积，以使上半月石墨腔体1能够被更充分地冷却。
在一些实施例中，如图2所示上半月石墨腔体1的底壁内均设布有冷却流道5，该实施例能够有效地提高上半月石墨腔体1的底壁的温度分布均匀性，且由于上半月石墨腔体1的底壁表面不会形成结晶，因此该实施例还能够有效地提高后续清洗反应室的便利性。
在另一些实施例中，如图3所示，冷却流道5的覆盖范围仅包括晶片所在的位置，由于只有晶片上方的上半月石墨腔体1的底壁表面形成的晶体才会掉落到晶片上，因此仅需要使位于晶片上方的上半月石墨腔体1的底壁表面不会形成晶体即可避免出现晶体掉落到晶片上的情况。该实施例在有效地减少出现晶体掉落到晶片上的情况的前提下，通过减少了冷却流道5的数量的方式减少冷却上半月石墨腔体1所需要的能源。
在一些实施例中，多个冷却流道5等距设置在上半月石墨腔体1的底壁内，从而有效地提高上半月石墨腔体1的底壁的温度分布均匀性。
在另一些实施例中，冷却流道5之间的间距沿上半月石墨腔体1的底壁的中部到上半月石墨腔体1的底壁的边缘的方向逐渐增大，即靠近上半月石墨腔体1的底壁中部的冷却流道5的密集程度大于远离上半月石墨腔体1的底壁中部的冷却流道5的密集程度，因此该实施例能够进一步地避免位于晶片上方的上半月石墨腔体1的底壁表面上形成晶体。
在一些实施例中，冷却流道5的延伸方向与气体反应腔4内的反应气体的流动方向平行或垂直。优选地，冷却流道5的延伸方向与气体反应腔4内的反应气体的流动方向平行，此时冷却气体的流动方向与反应气体的流动方向平行，以使上半月石墨腔体1的温度场更加均匀。
在一些实施例中，冷却流道5的延伸方向与气体反应腔4内的反应气体的流动方向平行，冷却气体的流动方向与反应气体的流动方向相反。
若冷却气体的流动方向与反应气体的流动方向相反，由于冷却气体的温度沿其流动方向逐渐上升，冷却气体与上半月石墨腔体1靠近气体反应腔4的进气端的一侧的温度差变小，上半月石墨腔体1靠近气体反应腔4的进气端的一侧的温度较高，从而造成上半月石墨腔体1的温度分布不均匀。为了解决上述技术问题，在一些优选实施例中，冷却流道5的延伸方向与气体反应腔4内的反应气体的流动方向平行，冷却气体的流动方向与反应气体的流动方向相同，此时上半月石墨腔体1靠近气体反应腔4的进气端的一侧的温度变化慢，从而有效地提高了上半月石墨腔体1的温度分布均匀性。
在一些实施例中，冷却流道5的数量为10-20条，该范围为申请人通过大量实验得到的，当冷却流道5的数量位于该范围内时，冷却流道5能够对上半月石墨腔体1进行充分冷却，且不会出现由于冷却流道5的数量过多而造成能源浪费的问题。
在一些实施例中，外延沉积反应室还包括上下设置的第二供气组件13和第一供气组件12，第一供气组件12和第二供气组件13均设置在气体反应腔4的一侧，第一供气组件12用于为气体反应腔4提供反应气体，第二供气组件13用于为气体反应腔4提供用于防止反应气体与上半月石墨腔体1的底壁直接接触的隔离气体，该隔离气体可以为氢气、氩气等。该实施例的第二供气组件13位于第一供气组件12上方，因此第一供气组件12靠近下半月石墨腔体2，第二供气组件13靠近上半月石墨腔体1，因此上半月石墨腔体1的底壁表面形成隔离气体层，从而进一步地减少出现反应气体在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应的情况。
在另一些实施例中，外延沉积反应室仅包括第一供气组件12，第一供气组件12包括竖直排列设置的多条进气气路，多条进气气路之间相互独立，因此多条进气气路能够分别用于输送包含不同浓度的反应气体的外延气体，从而实现第一供气组件12向气体反应腔4内输送反应气体浓度随高度下降而增大的外延气体气体。由于反应气体的浓度随高度下降而增大，因此靠近上半月石墨腔体1的反应气体的浓度小于下半月石墨腔体2的反应气体的浓度，从而减少出现反应气体在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应的情况。
在一些实施例中，外延沉积反应室还包括分流板6，气体反应腔4通过分流板6与第一供气组件12和第二供气组件13连接，分流板6包括上下设置的第一导气口61和第二导气口62，第一导气口61用于导流输送隔离气体，第二导气口62用于导流输送反应气体。该实施例的第一导气口61的数量和第二导气口62的数量多个，由于多个第一导气口61之间和多个第二导气口62之间均为等距设置，第一导气口61和第二导气口62起到分流作用，以提高进入气体反应腔4的反应气体和隔离气体的均匀性。
在一些实施例中，外延沉积反应室还包括感应线圈7，感应线圈7螺旋设置在反应室外侧，感应线圈7顶端的线圈间距沿冷却气体的流动方向逐渐增大。由于冷却气体在流动过程中会吸收上半月石墨腔体1的热量，因此冷却气体的温度沿其流动方向逐渐上升，而该实施例的感应线圈7顶端的线圈间距沿冷却气体的流动方向逐渐增大，因此上半月石墨腔体1的温升沿冷却气体的流动方向逐渐减小，从而避免由于冷却气体的温度上升而造成上半月石墨腔体1的温度分布不均匀。该实施例的感应线圈7底端的线圈间距为定值或沿冷却气体的流动方向逐渐增大。
在一些实施例中，外延沉积反应室还包括气浮气路9和托盘8，气浮气路9和托盘8均设置在下半月石墨腔体2上，气浮气路9位于托盘8下方，气浮气路9用于在反应室进行外延生长时驱动托盘8旋转。该实施例的托盘8用于放置晶片，在反应室进行外延生长时，气浮气路9驱动托盘8旋转，以带动晶片旋转，从而使晶片上形成的薄膜厚度均匀。
在一些实施例中，外延沉积反应室还包括石英腔体10，上半月石墨腔体1和下半月石墨腔体2设置在石英腔体10内，上半月石墨腔体1和下半月石墨腔体2与石英腔体10之间设有保温层11。
由上可知，本申请提供的一种外延沉积反应室，在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体1，由于上半月石墨腔体1的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
第二方面，如图5所示，本申请还提供了一种外延沉积系统，用于晶片的外延生长，其包括：反应室，其包括上半月石墨腔体1、下半月石墨腔体2、温度检测组件14和控制器16；
上半月石墨腔体1两侧通过侧壁支撑石墨件3与下半月石墨腔体2连接，以围合构成气体反应腔4，上半月石墨腔体1的底壁具有多条平行设置的冷却流道5，上半月石墨腔体1一侧设有与冷却流道5连接的冷却气体提供组件15，冷却气体提供组件15用于在反应室进行外延沉积时为冷却流道5提供冷却气体；
温度检测组件14用于检测下半月石墨腔体2的温度或气体反应腔4的输出气体的温度以生成温度信息；
控制器16与温度检测组件14和冷却气体提供组件15电性连接，控制器16用于获取温度信息，控制器16还用于在温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量，直至温度信息稳定在外延生长所需的温度区间内。
其中，本申请实施例提供的一种外延沉积系统的反应室的工作原理与上述第一方面提供的反应室的工作原理相同，此处不再进行详细论述。温度检测组件14可以为温度传感器、红外传感器等，温度检测组件14检测下半月石墨腔体2的温度或气体反应腔4的输出气体的温度，下半月石墨腔体2或气体反应腔4的输出气体的温度均能反映晶片的温度。控制器16与温度传感器和冷却气体提供组件15电性连接，控制器16能够获取温度传感器生成的温度信息，控制器16还能够控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量。
本申请提供的一种外延沉积系统，在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体1，由于上半月石墨腔体1的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。且由于控制器16能够根据温度信息控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量，以使温度信息稳定在外延生长所需的温度区间内，从而避免由于冷却流道5的吸热速度过快而导致晶片的温度低于外延生长所需要的温度。
在一些实施例中，在温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量，直至温度信息稳定在外延生长所需的温度区间内的过程包括：在温度信息大于等于温度区间的最大值时，控制冷却气体提供组件15增大冷却气体的流量；在温度信息小于等于温度区间的最小值时，控制冷却气体提供组件15减小冷却气体的流量。
在一些实施例中，控制器16根据温度信息控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量，以使温度信息稳定在预设的阈值附近。该阈值位于外延生长所需的温度区间内，例如外延生长所需的温度区间为1500-1700℃，该阈值为1600℃。由于温度信息的波动越小，晶片上形成的薄膜越均匀，因此该实施例将温度信息稳定在预设的阈值附近能够有效地提高晶片上形成的薄膜的均匀性。应当理解的是，上半月石墨腔体1的温度与外延生长所需要的温度区间的最小值的差值越大，上半月石墨腔体1上越不容易形成晶体，因此该阈值可以尽可能接近外延生长所需要的温度区间的最小值，例如外延生长所需的温度区间为1500-1700℃，该阈值为1550℃。
若冷却气体提供组件15提供的冷却气体的流量为0，下半月石墨腔体2或气体反应腔4的输出气体的温度才等于外延生长所需的温度区间的最小值，由于此时冷却气体的流量为0，上半月石墨腔体1的温度也达到了外延生长所需的温度区间的最小值，因此反应气体也会在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应并形成晶体。
为了解决上述问题，在一些实施例中，在温度信息等于外延生长所需的温度区间的最小值且冷却气体提供组件15提供的冷却气体的流量为0时，控制器16增大加热组件的加热功率并控制冷却气体提供组件15为冷却流道5提供冷却气体。由于增大加热组件的加热功率会使气体反应腔4内的温度上升，因此可以控制冷却气体提供组件15为冷却流道5提供冷却气体，以使上半月石墨腔体1的温度低于外延生长所需的温度区间的最小值。
由上可知，本申请提供的一种外延沉积系统，在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体1，由于上半月石墨腔体1的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
第三方面，如图6所示，本申请还提供了一种外延沉积方法，用于晶片的外延生长，应用在外延沉积系统中，外延沉积系统包括反应室，反应室包括上半月石墨腔体1和下半月石墨腔体2，上半月石墨腔体1两侧通过侧壁支撑石墨件3与下半月石墨腔体2连接，以围合构成气体反应腔4，上半月石墨腔体1的底壁具有多条平行设置的冷却流道5，上半月石墨腔体1一侧设有与冷却流道5连接的冷却气体提供组件15，冷却气体提供组件15用于在反应室进行外延沉积时为冷却流道5提供冷却气体，反应室还包括温度检测组件14，用于检测下半月石墨腔体2的温度或气体反应腔4的输出气体的温度以生成温度信息，外延沉积方法包括以下步骤：
S1、获取温度信息；
S2、在温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量，直至温度信息稳定在外延生长所需的温度区间内。
其中，本申请实施例提供的外延沉积方法的工作原理与上述第二方面提供的外延沉积系统的工作原理相同，此处不再进行详细论述。本申请提供的一种外延沉积方法，在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体1，由于上半月石墨腔体1的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
在一些实施例中，步骤S2包括以下步骤：
S21、在温度信息大于等于温度区间的最大值时，控制冷却气体提供组件15增大冷却气体的流量；
S22、在温度信息小于等于温度区间的最小值时，控制冷却气体提供组件15减小冷却气体的流量。
在一些实施例中，步骤S2包括以下步骤：
S21’、在温度信息大于等于预设的阈值时，控制冷却气体提供组件15增大冷却气体的流量；
S22’、在温度信息小于阈值时，控制冷却气体提供组件15减小冷却气体的流量。
其中，预设的阈值位于外延生长所需的温度区间内，例如外延生长所需的温度区间为1500-1700℃，该阈值为1600℃。该实施例实现了根据温度信息控制冷却气体提供组件15调节冷却气体的流量，以使温度信息稳定在预设的阈值附近。由于温度信息的波动越小，晶片上形成的薄膜越均匀，因此该实施例将温度信息稳定在预设的阈值附近能够有效地提高晶片上形成的薄膜的均匀性。应当理解的是，上半月石墨腔体1的温度与外延生长所需要的温度区间的最小值的差值越大，上半月石墨腔体1上越不容易形成晶体，因此该阈值可以尽可能接近外延生长所需要的温度区间的最小值，例如外延生长所需的温度区间为1500-1700℃，该阈值为1550℃。
由上可知，本申请提供的一种外延沉积方法，在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体1，由于上半月石墨腔体1的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
由上可知，本申请提供的一种外延沉积反应室、沉积系统及沉积方法，在反应室进行外延生长时为冷却流道5提供冷却气体，以冷却上半月石墨腔体1，由于上半月石墨腔体1的底壁表面的温度降低，反应气体不易在上半月石墨腔体1的底壁表面发生化学反应，从而有效地减少出现由于反应气体发生化学反应而导致上半月石墨腔体1的底壁表面形成晶体的情况，进而有效地减少出现由于上半月石墨腔体1上形成的晶体掉落到晶片上而造成晶片上生长的薄膜存在三角形缺陷的情况。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个机器人，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以上升至一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外延沉积反应室，用于晶片的外延生长，所述反应室包括上半月石墨腔体（1）和下半月石墨腔体（2），所述上半月石墨腔体（1）两侧通过侧壁支撑石墨件（3）与所述下半月石墨腔体（2）连接，以围合构成气体反应腔（4），其特征在于，所述上半月石墨腔体（1）的底壁具有多条平行设置的冷却流道（5），所述上半月石墨腔体（1）一侧设有与所述冷却流道（5）连接的冷却气体提供组件（15），所述冷却气体提供组件（15）用于在所述反应室进行外延生长时为所述冷却流道（5）提供冷却气体以冷却所述上半月石墨腔体（1）的底壁，所述外延沉积反应室还包括第一供气组件（12），所述第一供气组件设置在所述气体反应腔（4）一侧，所述第一供气组件（12）用于为所述气体反应腔（4）提供反应气体。
2.根据权利要求1所述的外延沉积反应室，其特征在于，所述外延沉积反应室还包括第二供气组件（13），所述第二供气组件位于第一供气组件（12）上方，所述第一供气组件（12）和所述第二供气组件（13）均设置在所述气体反应腔（4）的一侧，所述第二供气组件（13）用于为所述气体反应腔（4）提供用于防止所述反应气体与所述上半月石墨腔体（1）的底壁直接接触的隔离气体。
3.根据权利要求2所述的外延沉积反应室，其特征在于，所述外延沉积反应室还包括分流板（6），所述气体反应腔（4）通过所述分流板（6）与所述第一供气组件（12）和所述第二供气组件（13）连接，所述分流板（6）包括上下设置的第一导气口（61）和第二导气口（62），所述第一导气口（61）用于导流输送所述隔离气体，所述第二导气口（62）用于导流输送所述反应气体。
4.根据权利要求1所述的外延沉积反应室，其特征在于，所述外延沉积反应室还包括感应线圈（7），所述感应线圈（7）螺旋设置在所述反应室外侧，所述感应线圈（7）顶端的线圈间距沿所述冷却气体的流动方向逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的外延沉积反应室，其特征在于，所述外延沉积反应室还包括气浮气路（9）和托盘（8），所述气浮气路（9）和所述托盘（8）均设置在所述下半月石墨腔体（2）上，所述气浮气路（9）位于所述托盘（8）下方，所述气浮气路（9）用于在所述反应室进行外延生长时驱动所述托盘（8）旋转。
6.根据权利要求1所述的外延沉积反应室，其特征在于，所述外延沉积反应室还包括石英腔体（10），所述上半月石墨腔体（1）和所述下半月石墨腔体（2）设置在所述石英腔体（10）内，所述上半月石墨腔体（1）和所述下半月石墨腔体（2）与所述石英腔体（10）之间设有保温层（11）。
7.一种外延沉积系统，用于晶片的外延生长，包括反应室，所述反应室包括上半月石墨腔体（1）和下半月石墨腔体（2），所述上半月石墨腔体（1）两侧通过侧壁支撑石墨件（3）与所述下半月石墨腔体（2）连接，以围合构成气体反应腔（4），其特征在于，所述上半月石墨腔体（1）的底壁具有多条平行设置的冷却流道（5），所述上半月石墨腔体（1）一侧设有与所述冷却流道（5）连接的冷却气体提供组件（15），所述冷却气体提供组件（15）用于在所述反应室进行外延沉积时为所述冷却流道（5）提供冷却气体以冷却所述上半月石墨腔体（1）的底壁，所述反应室还包括：
温度检测组件（14），用于检测所述下半月石墨腔体（2）的温度或所述气体反应腔（4）的输出气体的温度以生成温度信息；
第一供气组件（12），设置在所述气体反应腔（4）一侧，所述第一供气组件（12）用于为所述气体反应腔（4）提供反应气体；
控制器（16），与所述温度检测组件（14）和冷却气体提供组件（15）电性连接，用于获取所述温度信息，还用于在所述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制所述冷却气体提供组件（15）调节所述冷却气体的流量，直至所述温度信息稳定在所述外延生长所需的温度区间内。
8.根据权利要求7所述的外延沉积系统，其特征在于，所述在所述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制所述冷却气体提供组件（15）调节所述冷却气体的流量，直至所述温度信息稳定在所述外延生长所需的温度区间内的过程包括：在所述温度信息大于等于所述温度区间的最大值时，控制所述冷却气体提供组件（15）增大所述冷却气体的流量；在所述温度信息小于等于所述温度区间的最小值时，控制所述冷却气体提供组件（15）减小所述冷却气体的流量。
9.一种外延沉积方法，用于晶片的外延生长，应用在外延沉积系统中，所述外延沉积系统包括反应室，所述反应室包括上半月石墨腔体（1）和下半月石墨腔体（2），所述上半月石墨腔体（1）两侧通过侧壁支撑石墨件（3）与所述下半月石墨腔体（2）连接，以围合构成气体反应腔（4），其特征在于，所述上半月石墨腔体（1）的底壁具有多条平行设置的冷却流道（5），所述上半月石墨腔体（1）一侧设有与所述冷却流道（5）连接的冷却气体提供组件（15），所述冷却气体提供组件（15）用于在所述反应室进行外延沉积时为所述冷却流道（5）提供冷却气体以冷却所述上半月石墨腔体（1）的底壁，所述反应室还包括温度检测组件（14）和第一供气组件（12），所述温度检测组件用于检测所述下半月石墨腔体（2）的温度或所述气体反应腔（4）的输出气体的温度以生成温度信息，所述第一供气组件设置在所述气体反应腔（4）一侧，所述第一供气组件（12）用于为所述气体反应腔（4）提供反应气体，所述外延沉积方法包括以下步骤：
获取所述温度信息；
在所述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制所述冷却气体提供组件（15）调节所述冷却气体的流量，直至所述温度信息稳定在所述外延生长所需的温度区间内。
10.根据权利要求9所述的外延沉积方法，其特征在于，所述在所述温度信息位于外延生长所需的温度区间外时，控制所述冷却气体提供组件（15）调节所述冷却气体的流量，直至所述温度信息稳定在所述外延生长所需的温度区间内的步骤包括以下步骤：
在所述温度信息大于等于所述温度区间的最大值时，控制所述冷却气体提供组件（15）增大所述冷却气体的流量；
在所述温度信息小于等于所述温度区间的最小值时，控制所述冷却气体提供组件（15）减小所述冷却气体的流量。
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