CN117604494A - 一种化学气相沉积设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种化学气相沉积设备，在反应腔体的顶部设置加热进气装置，加热进气装置向各载片装置的载片区上方提供热气体，该热气体辅助加热由工艺进气装置喷出的层流，从而降低载片区中基板的上下表面温差并抑制反应腔体的顶板沉积物的形成。另外，上述热气体还能够抑制层流的工艺气体向远离基板的方向扩散，使其集中到基板表面附近，以利于提高基板表面成膜。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工设备技术领域，特别涉及一种化学气相沉积设备。
背景技术
工艺腔体是半导体器件制程中至关重要的腔室，其中气相反应装置的工艺腔体是由气体带入反应物及建立流场的。例如，在晶圆上生长外延层就是通过在工艺腔体中有气体带入反应物在晶圆表面外延生长特定的单晶薄膜。例如在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层得到的碳化硅同质外延片可进一步制成肖特基二极管、MOSFET、IGBT等功率器件。器件的设计对外延的质量性能要求高，同时外延的质量也受到衬底加工工艺的影响。
对于通过气相反应生长材料的工艺腔体，其中工艺腔体内温场的控制是影响气相反应的重要因素。为提高产能，通常在反应腔内平铺放置多片大尺寸衬底（例如8寸，12寸）同时进行沉积反应，因此要求工艺腔体的体积足够大；工艺腔体的体积越大，工艺腔体内的温度越难达到热壁工艺腔体的反应要求，因此会影响生长的外延层的均匀性和单晶薄膜的质量。由此造成外延生长的良率降低，生产效率降低。
发明内容
鉴于现有技术中气相反应装置存在的上述缺陷，本发明提供一种化学气相沉积设备，以解决上述一个或多个问题。
为了达到上述目的，本发明的一实施例提供一种化学气相沉积设备，其包括：
工艺腔体；
载片装置，设置于所述工艺腔体内，顶面朝向所述工艺腔体顶部并设置由围绕所述载片装置中部的若干载片区，底部设有下加热装置以加热各所述载片区；
工艺进气装置，贯穿所述工艺腔体顶面并延伸至所述载片装置中部上方以提供工艺气体；
导流部，设置在所述工艺进气装置底部以引导所述工艺气体形成流经各所述载片区的层流；
加热进气装置，围绕所述工艺进气装置设于所述工艺腔体顶部，并配置为向各所述载片区上方提供热气体以辅助加热并稳定所述层流，所述热气体与所述工艺气体之间化学惰性。
本发明所述化学气相沉积设备的有益效果在于：在反应腔体当道顶部设置加热进气装置，加热进气装置向各载片装置的载片区上方提供热气体，该热气体辅助加热由工艺进气装置喷出的层流，从而降低载片区中基板的上下表面温差并抑制反应腔体的顶板沉积物的形成。另外，上述热气体还能够抑制层流的工艺气体向远离基板的方向扩散，使其集中到基板表面附近，以利于提高基板表面成膜。
可选地，所述加热进气装置包括位于所述工艺腔体内并围绕所述工艺进气装置的出气面，所述若干载片区围绕所述工艺进气装置形成载片区域，所述载片区域位于所述出气面下方，且所述载片区域与所述出气面之间的垂直距离为H，所述载片区域外边缘所围区域的最大径向长度为L，H与L的比值不小于0.2:1。
可选地，H与L的比值不超过4:1。
可选地，所述工艺腔体顶面围绕所述工艺进气装置开设互不连通的至少两个镂空区，所述加热进气装置的数量至少为2并通过静密封方式可拆卸地设于所述镂空区，并使所述加热进气装置相对所述工艺腔体可升降调节，所述加热进气装置一一对应地设于所述镂空区。
可选地，所述加热进气装置包括柱体，所述柱体外侧壁与所述镂空区内侧壁之间通过螺纹连接相适配以实现静密封的可拆卸设置，所述柱体顶面指向底面的方向设有若干辅助进气通道。
可选地，所述化学气相沉积设备还包括围设于所述工艺腔体内侧壁内的外加热装置以向所述工艺腔体内供热。
可选地，所述化学气相沉积设备还包括围设于所述工艺进气装置侧壁内的内加热装置以向所述工艺腔体内供热，所述内加热装置和所述外加热装置沿所述工艺腔体径向相对。
可选地，所述内加热装置和所述外加热装置均位于所述载片装置顶面上方。
可选地，所述若干载片区围绕所述工艺进气装置形成载片区域，与所述外加热装置距离最近的所述载片区的边缘与所述外加热装置之间的最小径向距离为所述载片区域径向宽度的5%~40%。可选地，所述若干载片区围绕所述工艺进气装置形成载片区域，与所述内加热装置距离最近的所述载片区的边缘与所述内加热装置之间的最小径向距离为所述载片区域径向宽度的5%~40%。
可选地，所述外加热装置包括沿所述工艺腔体的轴向顺次围设于所述工艺腔体内侧壁的至少两个外发热体，所述内加热装置包括设置于所述工艺进气装置侧壁内的至少两个内发热体，所述至少两个内发热体与所述至少两个外发热体一一对应设置。
可选地，相邻所述外发热体之间的距离，以及相邻所述内发热体之间的距离均不超过反应空间高度的5%。
可选地，所述工艺进气装置包括进气本体和沿所述进气本体轴向贯穿所述进气本体的进气通道，所述进气本体贯穿所述工艺腔体顶面并延伸至所述载片装置中部上方，所述内加热装置围绕所述进气通道设于所述进气本体内。
可选地，所述内加热装置和所述进气通道之间还设有隔热装置，所述隔热装置围绕所述进气通道。
附图说明
图1显示为本发明提供的化学气相沉积设备的结构示意图。
图2显示为图1中的承载装置的俯视示意图。
图3显示为本发明的工艺进气装置及内加热装置的结构示意图。
图4显示为工艺进气装置及内加热装置的一可选结构的结构示意图。
图5显示为本发明的加热进气装置的俯视示意图。
图6显示为本发明的工艺进气装置及内加热装置的另一可选结构的结构示意图。
图7显示为本发明的内加热装置的另一可选结构的结构示意图。
图8显示为内加热装置的一分区的内发热体的结构示意图。
图9显示为外加热装置的一分区的外发热体的结构示意图。
图10显示为工艺腔体的简化示意图。
图11显示为承载装置、内加热装置以及外加热装置所组成结构的俯视示意图。
图12显示为相邻内发热体和外发热体相互作用的温度梯度曲线的相互关系示意图。
图13显示为一可选实施例中工艺进气装置的俯视示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例
本实施例提供第一种化学气相沉积装置。该化学气相沉积装置具有工艺腔体，工艺腔体内部设置有承载部，即载片装置，并且工艺腔体的顶部和载片装置相对设置。承载部用于承载待处理基片，可以是承载装置，也可以是其他本领域技术人员所公知的结构。气相反应装置例如可以是气相沉积装置，具体地，可以是化学气相沉积（ChemicalVaporDeposition，CVD）装置或物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）装置。其中的化学气相沉积装置可以是等离子体增强化学气相沉积（Plasma-Enhanced ChemicalVapor Deposition，PECVD）装置、金属有机化合物化学气相沉积（Metal-organic ChemicalVapor Deposition，MOCVD）装置等。本实施例以MOCVD装置为例进行说明。应该理解的是该装置仅仅是示例性的，本发明并不限于这一种装置。
如图1所示的化学气相沉积装置具有一工艺腔体11，工艺腔体11的横截面一般为圆形或者类圆形结构，或者可以是矩形结构及其他本领域技术人员所公知的结构，在此不作赘述。工艺腔体11内设置有载片装置12，且载片装置12顶面朝向工艺腔体11的顶部。
如图2所示，载片装置12上具有若干个载片区121，载片区121用于放置待处理的基片2，例如晶圆。载片区121围绕载片装置12的中间区域布置使各载片区121暴露在反应空间的环境中。载片装置12上的载片区121的个数以及排布可根据工艺需求进行灵活调整，以满足各载片区121暴露在反应空间的环境中为必要。一些实施例中，载片装置12上的各载片区121绕载片装置12的中间区域呈环形阵列分布。载片装置12可以是圆盘，其上分布的各载片区121的尺寸可以相同，也可完全不同，也可不完全相同。例如，各载片区121用于承载8英寸晶圆或者用于承载12英寸晶圆，或者部分载片区121用于承载8英寸晶圆，其他载片区121用于承载12英寸晶圆。
同样如图1和图3所示，本实施例的化学气相沉积设备设置有工艺进气装置13，该工艺进气装置13贯穿工艺腔体11顶面并延伸至载片装置12中部上方，载片装置12的各载片区121围绕工艺进气装置13设置。工艺进气装置13包括进气本体133和沿进气本体133轴向设置并与工艺腔体相通的进气通道131，所述进气本体133贯穿所述工艺腔体顶面并延伸至所述载片装置中部上方，即在工艺进气装置13的正下方不设置载片区121。在气相反应期间工艺进气装置13向工艺腔体输送第一气体，该第一气体为反应源气体和载气，用于反应生成目标产物。示例性地，对于III-V族MOCVD而言，第一气体为III族金属有机源气体、V族氢化物源气体和载气。如图1和图3，工艺进气装置13可以仅设置进气通道131，其输送反应源气体和载气的混合气体。或者如图4所示设置中部的进气通道131以及位于中部的进气通道131周围的外围进气通道132，其中载气经外围进气通道132通入，不同的反应源气体（也可混合一定量载气）混合后经中部进气通道131通入，并且外围进气通道132的底部出口设置使得载气流在工艺气流的上方。另外，如果包含多种反应气体，则，一种反应源气体与载气混合自中部的进气通道通入131，另一种反应源气体与载气混合后自外围进气通道132通入。
同样如图1和图3及图4所示，化学气相沉积设备还设置有导流部20，该导流部20设置在工艺进气装置13的底部，用于引导自工艺进气装置13流出的工艺气体形成流经各所述载片区121的层流3。可以理解的是，导流部20可以设置为围绕工艺进气装置13底部的导流筒，还可以是设置在工艺进气装置13的侧壁的开孔，以形成层流3。具体的实现方式为本领域技术人员的常规技术手段。
如图1所示，本实施例的化学气相沉积设备还设置有加热进气装置15，该加热进气装置15围绕工艺进气装置13设于工艺腔体11的顶部，并配置为向各载片区121上方提供热气体以辅助加热层流3，热气体与工艺气体之间化学惰性。
如图1和图5所示，所述加热进气装置15包括围绕所述工艺进气装置13设于所述工艺腔体11顶面的若干辅助进气通道151。自若干辅助进气通道151喷出的气体形成的气流方向与工艺腔体11的轴向线基本平行，即加热进气装置15提供垂直气流4，形成的气流方向基本垂直朝向载片装置12。
可选实施例中，若干辅助进气通道151可以是缝隙状通道，该缝隙状通道沿同一方向延伸，例如沿平行于盖体的径向方向延伸。上述缝隙状通道可以分为多组，每一组用于输送相同或不同的气体。在本实施例的可选实施例中，如图5所示，若干辅助进气通道为孔型结构，例如可以是圆形孔、椭圆形孔、菱形孔等类似孔结构。这些孔可排布为同心圆环区域，或是条状间隔分布区域，或是几组孔交错分布，或是若干扇形区域等。本实施例中，设置为如图5所示的圆形孔，多组圆形孔在盖体中呈放射状间隔分布，优选地，多组圆形孔以相同的间隔角度间隔设置，更加优选地，以与工艺腔体的载片装置12中衬底置放的间隔角度相同的间隔角度均匀间隔地分布。每一组圆形孔包括多个圆形孔，多个圆形孔沿盖体的径向间隔分布，优选地，同样为均匀间隔分布。多组圆形孔中圆形孔的数量可以相同也可以不同，优选地，多组圆形孔中圆形孔的数量相同。
为了得到自加热进气装置15喷出的辅助气体为加热气体，可选地，加热进气装置15还包括与若干所述辅助进气通道151相连通的供气装置以提供所述热气体。具体地，加热进气装置15还包括气体加热装置，在辅助气体经若干辅助进气通道151进入工艺腔体11之前，通过该气体加热装置将辅助气体加热到一定温度得到热气体，热气体经若干辅助进气通道151喷淋入工艺腔体11内。调节工艺腔体11具有适当的高度并调节辅助气体具有适当的流速，能够使加热后的垂直气流4到达层流3上方而不会扰乱层流3，且能够向层流3进行传热，从而缩小基片2顶面和底面温差。
在一些应用场景下，例如，在工艺腔体11高度较高的情况下，或者因为气体传输路径原因，即使是加热后的辅助气体在传输过程中也会有热量损失，使得到达层流3上方的辅助气体起不到加热作用。因此，如图1所示，工艺腔体11侧壁内还设置外加热装置16以向工艺腔体11内传热。
为进一步加强对辅助气体的加热效果，特别是当反应腔体11径向尺寸大的情况下，如图1所示，还可进一步设置内加热装置18，内加热装置18围设于工艺进气装置13的侧壁内，并且优选地，内加热装置18以更加远离工艺进气通道方式设置，进一步地，内加热装置18和外加热装置16沿所述工艺腔体径向相对，以提高加热效果。
再次参照图1，化学气相沉积装置还设置有底部加热装置14，底部加热装置14设置于载片装置12下方。
由于底部加热装置14对载片装置12进行加热进而传热到基板2实现对基板2的加热，工艺气体自工艺进气装置13喷出后以层流3方式流经载片装置12，在这个过程中，层流3能够快速被载片装置12的传热所加热。因此需要减少或避免内加热装置18向进气通道131的传热。如图3和图4所示，内加热装置18围绕进气通道设于进气本体133内，并且以更加远离进气通道131的方式布置，由此可以更好地向工艺腔体11内辐射热量，同时尽可能少地向进气通道131内辐射热量，减少对进气通道内反应源气体的影响。进一步地，进气本体133的材料选择能减少或隔绝内加热装置18向进气通道131的热传递。更进一步地，如图6所示，为了进一步对进气通道131进行隔热保护，在进气通道131外围设置隔热装置19，以降低或隔绝内加热装置18向进气通道的热传递。隔热装置19可包括围绕进气通道131的冷却介质通道，该冷却介质通道可通入循环冷却介质，例如冷却水；可贴合进气通道131的外壁，也可位于内加热装置18和进气通道131之间的进气本体133的侧壁内。隔热装置19也可是涂敷在进气通道131外壁的隔热涂层或热反射涂层。内加热装置18和进气通道131之间，或者内加热装置18和隔热装置19之间还可设置热反射装置，例如金属板。
在一些应用场景下，当工艺腔体11高度较高，为便于加工和节省加工成本，沿工艺进气装置13的轴向可以将内加热装置18设置为2分区，也可以是3分区或更多分区，每一个分区设置一个内发热体。如图7所示，本实施例中设置为2分区，两个分区内分别设置第一内发热体181和第二内发热体182。对于内加热装置18的各分区的加热功率控制为：第二加热体182与底部加热装置14一致；第一内发热体181与第二内发热体182一致；或第二内发热体182以外的分区，沿工艺进气装置13的轴向朝向基片2方向递增均可。
如图8所示，第一内发热体181围绕中部工艺进气通道131设置，供电流流入流出的输入导线183和输出导线184延伸至工艺进气装置13顶部引出。更具体地，每个分区为一个石墨加热器。
如图1和图9所示，外加热装置16设置在工艺腔体11的内侧壁处，并且沿工艺腔体11的周向设置。一些实施例中，为便于加工和节省加工成本，外加热装置16同样包括多个分区，每一个分区均包括外发热体。外发热体围绕工艺腔体11内壁设置，供电流流入流出的输入导线163和输出导线164延伸至工艺腔体11顶部引出。更具体地，每个分区为一个石墨加热器。参照图1，外加热装置16包括沿工艺腔体11的轴向顺次设于工艺腔体11侧壁的多个分区。并且多个外发热体沿工艺腔体11轴向分别与内加热装置18的多个分区相对设置。可选地，对应于两个分区的内加热装置18，外加热装置16同样设置有两个分区，并且两个分区内分别设置第一外发热体161和第二外发热体162，第一外发热体161与第一内发热体181沿工艺腔体11的径向方向相对设置，第二外发热体162与第二内发热体182沿工艺腔体11的径向方向相对设置。
一些实施例中，各外发热体的输入导线163和输出导线164可以自工艺腔体11侧壁引入和引出，也可以根据布线需求从盖体边部引入或引出，具体的布线方式以不影响各侧壁发热体的加热效果以及工艺腔体11的密闭性为必要。
参照图12可知，无论是外加热装置16还是内加热装置18，单个加热装置对辅助空间21（即外加热装置16和内加热装置18之间的工艺腔体11内的空间）的加热效果反映在其温场上都是从加热装置朝向辅助空间21中部呈下降趋势，因此相邻加热装置之间的距离不宜过大，否则沿同一轴向相邻的加热装置之间间距所对应的辅助空间温场会出现显著的不均匀性，更重要的是在辅助空间内如存在这种冷热不均的相邻温场，会影响对热气体的进一步加热效果。
以相邻的第二外发热体162和第二内发热体182之间为例，如果相邻的第二外部发热体162和第二内发热体182之间间距过大，相较于径向对应的第一外发热体161和第一内发热体181之间空间温场而言，相邻的第二外发热体162和第二内发热体182之间间距所对应的辅助空间21部分的温场会有显著的下降趋势。因此，有必要控制相邻发热体的间距在合理范围。
一些实施例中，内加热装置相邻分区之间的距离以及外加热装置相邻分区之间的距离大于0，且均不超过所述反应空间高度的5%。
一些实施例中，参照图1，内加热装置18的相邻内发热体之间，以及外加热装置16的相邻外发热体之间均具有间距。
为了使得该外加热装置16辐射的热量尽可能多地辐射至工艺腔体11内从而减少或避免热量向工艺腔体11外的辐射损失，本实施例的工艺腔体11可设置有隔热部件并使该隔热部件位于工艺腔体11外壁与外加热装置16之间。该隔热部件起到减小或阻止外加热装置16辐射的热量向工艺腔体11外辐射造成的热量损失，有利于工艺腔体11内反应空间的加热效果。参照图1，工艺腔体11侧壁内设置侧壁隔热装置17，外加热装置16设置于工艺腔体11内侧壁表面，并使侧壁隔热装置17位于外加热装置16和工艺腔体11外侧壁之间。
一些实施例中，该侧壁隔热装置17由保温隔热材料组成。一些具体的实施例中，该侧壁隔热装置17可以是一层石墨毡，也可以是多层石墨毡顺次绕工艺腔体11的周向层设而成。
一些实施例中，该侧壁隔热装置17也可以是沿工艺腔体11周向开设于工艺腔体11侧壁内，且内部真空的腔室结构。
参照图12，当工艺腔体11的径向范围较大，外加热装置16对辅助空间的加热形成第一温度梯度曲线，内加热装置18对辅助空间的加热形成第二温度梯度曲线，两个温度梯度曲线均会呈现朝向反应空间中部下降的趋势（图12所示的为温度梯度曲线的大致趋势示意图），在一些实施例验证中发现，当不启动底部加热装置14，载片区251尺寸为直径12英寸的情况下，将外加热装置16和内加热装置18的加热功率均调整为目标温度为1650摄氏度，实际测得在辅助空间中部（图示两条温度梯度曲线交汇处附近）的温度只有900~1000摄氏度而无法再继续升高。因此底部加热装置14不仅起到加热载片区251所承载晶圆作用，还要能够向辅助空间中部补偿热量，使得辅助空间内的温度梯度变化趋于向图12所示的理想温度梯度曲线靠拢从而有利于辅助空间内的温场均匀性以有利于控制，否则对辅助的热气体会发生过加热或加热不足的现象，由此可见，合理调整载片区与内加热装置18以及外加热装置16之间的最小径向距离非常重要。
如果上述最小径向距离过小，底部加热装置14对外加热装置16附近的温场以及靠近内加热装置18附近的温场补偿作用会过于突出，使得辅助空间21温场出现显著的两边高中间低趋势，使辅助的热气体温度过高而使得衬底顶面温度高于底面温度。如果上述最小径向距离过大，底部加热装置14对辅助空间中部的温场调制作用所能够起效的空间有限，使得辅助空间的温场分布更不均匀，容易使热气体在到达层流3上方时温度达不到需要的温度。因此，各所述载片区121的边缘与所述辅助加热装置之间的最小径向距离，以及与所述侧壁加热装置之间的最小径向距离为所述载片区径向尺寸的5%~40%。具体选择的百分比可根据载片区121的径向尺寸、工艺温度需求、成膜工艺要求等进行灵活调整。在一些实施例中，各所述载片区121的边缘与所述辅助加热装置之间的最小径向距离，以及与所述侧壁加热装置之间的最小径向距离为所述载片区径向尺寸的9%~35%。
本发明实施例中，所述若干载片区121围成载片区域，与所述外加热装置16距离最近的所述载片区121的边缘与所述外加热装置16之间的最小径向距离为所述载片区域径向宽度的5%~40%。
一些具体的实施例中，参照图11，以一个载片区121为例，载片区121为圆形区，载片区121边缘距离内加热装置18的最小径向距离为L1，载片区121边缘距离外加热装置16侧壁的最小径向距离为L2，载片区121径向尺寸为L3，即其直径。在一些实施例中，当载片区121为非圆区域（例如椭圆等），L3为平均等效直径。
在传统的水平流沉积设备中，由于是通过层流3流经各载片区121所承载衬底表面而发生沉积反应，通常将工艺气体入口设在工艺腔体11的侧壁以提供层流。由于气流的扩散性质，对于批量生成而言显然不利于远离工艺气体入口的衬底沉积，无法保证沉积薄膜质量的均一性。本实施例将工艺进气装置从工艺腔体11顶面向下延伸设置，各载片区121围绕工艺进气装置13，配合工艺进气装置13底部的导流部设置以及合理的相较于载片装置12的距离实现层流且能够确保同批次沉积成膜质量的均一性。
如图10所示，加热进气装置15底面为热气体出气面，所述载片区121顶面与其上方热气体出气面之间的垂直距离为H，所述载片区121与其另一端对应的载片区121之间的间距为L，H与L的比值不小于0.2:1，并且H与L的比值不超过4:1。
在一些实施例中，H与L的比值不小于0.3:1。
一些实施例中，L为150 mm ~1500 mm。
在一些具体的实施例中，H为500 mm，L为1500 mm，各载片区121放置12寸晶圆。
在一些实施例中，H为500mm，L为150mm，各载片区121放置4寸晶圆。
进一步地，由于加热进气装置15提供的热气体的作用是为层流3提供加热而不会对衬底表面的成膜造成影响，因此热气体与层流3的作用不能使衬底表面出现不利于沉积成膜的乱流，因此设置合理的加热进气装置15的出气面与其下方对应的载片区121之间的垂直距离H至关重要。如果H/L太小，热气体流速的可调性差，热气体流速稍微大一点就会严重扰乱层流3，稍微小一点喷出后就很快扩散开了无法对层流3起正面作用。如果H/L太大，很容易出现即使加大流速到极限也无法使热气体有效对层流3起到正面作用，热气体3过早扩散而无法加热层流3。
再次参照图1，工艺腔体11还包括排气通道22，所述排气通道22开设于所述工艺腔体11底面。可选地，排气通道22也可以开设于所述工艺腔体11的侧壁并位于所述载片装置12下方。
一些实施例中，所述工艺腔体11顶面围绕所述工艺进气装置13开设互不连通的至少两个镂空区，所述加热进气装置15的数量至少为2并通过静密封方式可拆设于所述镂空区，并使所述加热进气装置15相对所述工艺腔体11可升降调节，加热进气装置15与镂空区一一对应地设置，并且所述镂空区与所述载片区121沿所述工艺腔体11轴向相对。具体地，参照图13，图13所示的是工艺进气装置13的顶部盖体，其中间区域设置中部镂空区42，工艺进气装置13设置于该中部镂空区42，围绕中部镂空区42开设有若干镂空区41，加热进气装置15设置于镂空区41，并且每一个镂空区41设置一个加热进气装置15。
一些实施例中，加热进气装置15包括柱体，所述柱体外侧壁与所述镂空区41的内侧壁之间通过螺纹连接相适配以实现静密封的可拆卸设置，沿所述柱体顶面指向底面的方向设有若干辅助进气通道。
一些实施例中，各镂空区41沿工艺腔体11轴向与各载片区121一一对应。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种化学气相沉积设备，其特征在于，包括：
工艺腔体；
载片装置，设置于所述工艺腔体内，顶面朝向所述工艺腔体顶部并设置有围绕所述载片装置中部的若干载片区，底部设有下加热装置以加热所述载片区；
工艺进气装置，贯穿所述工艺腔体顶面并延伸至所述载片装置中部上方以提供工艺气体；
导流部，设置在所述工艺进气装置底部以引导所述工艺气体形成流经各所述载片区的层流；
加热进气装置，围绕所述工艺进气装置设于所述工艺腔体顶部，并配置为向所述载片区上方提供热气体以辅助加热并稳定所述层流，所述热气体与所述工艺气体之间化学惰性。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述加热进气装置包括位于所述工艺腔体内并围绕所述工艺进气装置的出气面，所述若干载片区围绕所述工艺进气装置形成载片区域，所述载片区域位于所述出气面下方，且所述载片区域与所述出气面之间的垂直距离为H，所述载片区域外边缘所围区域的最大径向长度为L，H与L的比值不小于0.2:1。
3.根据权利要求2所述的化学气相沉积设备，其特征在于，H与L的比值不超过4:1。
4.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述工艺腔体顶面围绕所述工艺进气装置开设互不连通的至少两个镂空区，所述加热进气装置的数量至少为2并通过静密封方式可拆卸地设于所述镂空区，并使所述加热进气装置相对所述工艺腔体可升降调节，所述加热进气装置一一对应地设于所述镂空区。
5.根据权利要求4所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述加热进气装置包括柱体，所述柱体外侧壁与所述镂空区内侧壁之间通过螺纹连接相适配以实现静密封的可拆卸设置，所述柱体顶面指向底面的方向设有若干辅助进气通道。
6.根据权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，还包括围设于所述工艺腔体内侧壁内的外加热装置以向所述工艺腔体内供热。
7.根据权利要求6所述的化学气相沉积设备，其特征在于，还包括围设于所述工艺进气装置侧壁内的内加热装置以向所述工艺腔体内供热，所述内加热装置和所述外加热装置沿所述工艺腔体径向相对。
8.根据权利要求7所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述内加热装置和所述外加热装置均位于所述载片装置顶面上方。
9.根据权利要求6所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述若干载片区围绕所述工艺进气装置形成载片区域，与所述外加热装置距离最近的所述载片区的边缘与所述外加热装置之间的最小径向距离为所述载片区域径向宽度的5%~40%。
10.根据权利要求7所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述若干载片区围绕所述工艺进气装置形成载片区域，与所述内加热装置距离最近的所述载片区的边缘与所述内加热装置之间的最小径向距离为所述载片区域径向宽度的5%~40%。
11.根据权利要求7所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述外加热装置包括沿所述工艺腔体的轴向顺次围设于所述工艺腔体内侧壁的至少两个外发热体，所述内加热装置包括设置于所述工艺进气装置侧壁内的至少两个内发热体，所述至少两个内发热体与所述至少两个外发热体一一对应设置。
12.根据权利要求11所述的化学气相沉积设备，其特征在于，相邻所述外发热体之间的距离，以及相邻所述内发热体之间的距离均不超过反应空间高度的5%。
13.根据权利要求7所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述工艺进气装置包括进气本体和沿所述进气本体轴向贯穿所述进气本体的进气通道，所述进气本体贯穿所述工艺腔体顶面并延伸至所述载片装置中部上方，所述内加热装置围绕所述进气通道设于所述进气本体内。
14.根据权利要求13所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述内加热装置和所述进气通道之间还设有隔热装置，所述隔热装置围绕所述进气通道。
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