CN203513793U - 进气管道以及进气装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种进气管道以及包括所述进气管道的进气装置。所述进气管道具有进气口和出气口，所述进气管道还包括导流件，设置在所述进气口朝向气体腔室的一端，所述导流件能够使得来自气体腔室的反应气体从第一方向渐变至第二方向并进入所述进气口，经过气体管道的出气口流向所述反应区域。由于导流件的存在，使得反应气体能够较为缓和的流出出气口，因此反应区域的气体场的稳定性和均匀性都能够得到有效的改善，进而对衬底膜层的生长有着较大的改善。
Description
技术领域
本实用新型涉及半导体设备技术领域，特别是一种进气管道以及进气装置。
背景技术
化学气相沉积例如有机金属化学气相沉积（MOCVD）工艺的基本生长过程是，将反应气体从气源引入反应腔室，利用以加热器加热的衬底引发化学反应，从而在基片上生成单晶或多晶薄膜。
在现有工艺中，通常是反应气体从气体源进入气体腔室，然后反应气体经过气体腔室的气体管道到达反应区域（反应腔室）。具体的，美国专利5871586公开了这样的装置，请参考图1，进气装置包括气体腔室1，该气体腔室1的外侧边缘与气体源相连通（未图示），来自气体源的气体通过气体腔室1进入各个气体管道2的进气口，并且从各个气体管道2的出气口向下方的托盘和衬底（未图示）喷射。
由图1可看出，反应气体自离开气体源后，沿气体腔室1的水平方向D1扩散，在气体管道2的进气口处由于压力差的作用，反应气体流向进气口变为竖直方向D2运动，并且通过气体管道2向下方至出口喷射。
在上述过程中，反应气体的方向由水平方向D1突然转为竖直方向D2，反应气体的流体阻力较大，那么，在气体管道2的进气口处气体的流场不稳定，气体腔室1和气体管道2中的气体场的均匀性受到影响，也影响了最终从气体管道2处喷射出去的气体场的均匀性和稳定性，这对于在进气装置下方进行反应的衬底是极为不利的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种进气管道和进气装置，以解决现有技术中反应气体场不稳定的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种进气管道，用于将来自气体腔室的反应气体输送至反应区域，所述进气管道具有进气口和出气口，其中，所述进气管道还包括导流件，设置在所述进气口朝向气体腔室的一端，所述导流件能够使得来自气体腔室的反应气体从第一方向渐变至第二方向并进去所述进气口，经过气体管道的出气口流向所述反应区域。
本实用新型还提供一种进气装置，用于MOCVD工艺，所述进气装置包括至少一个气体腔室，至少一个所述气体腔室与所述进气管道相连通，所述气体管道将与该气体管道相连通的气体腔室中的反应气体传送至所述进气装置下方的反应区域，其中，所述进气管道为如上所述的进气管道。
本实用新型提供的进气管道以及进气装置中，所述进气管道的进气口设置有导流件，那么，当反应气体从第一方向通入气体腔时，相比现有技术，由于导流件的存在，能够减小气体自气体腔室到气体管道的流体阻力，使得气体流动时尤其是在流出出气口是较为缓和，因此反应区域的气体场的稳定性和均匀性都能够得到有效的改善，进而对衬底膜层的生长有着较大的改善。
附图说明
图1为现有技术的进气装置的结构示意图；
图2为本实用新型一实施例的进气管道的结构示意图；
图3为本实用新型一实施例的进气装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合示意图对本实用新型的进气管道以及进气装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型的核心思想在于，本实用新型提供一种进气管道，该进气管道具有一导流件，能够缓和反应气体在不同方向传送时由于方向不同而导致不稳定的气流场的状况，进而使得反应气体的流速和均匀性得到有效控制。
请参考图2，本实用新型提供一种进气管道10，例如可以用于MOCVD工艺从气体腔室向反应区域提供反应气体，所述进气管道10具有进气口102和出气口103，所述进气管道10还包括导流件101，所述导流件101设置于所述进气口102朝向气体腔室的一端，所述导流件101能够使得反应气体从第一方向渐变至第二方向并进入所述进气口102，经过所述出气口103流向所述反应区域。具体的，在本实施例中，所述第一方向为反应气体从气源进入的方向，如图2的水平方向，即垂直于所述进气管道10长度的方向，所述第二方向为所述进气口102和出气口103连线的方向，如图2的竖直方向，即平行于所述进气管道10长度的方向，所述第一方向和第二方向垂直。
由于一般情况下第一方向和第二方向是垂直的，故当反应气体要从第一方向进入第二方向时，阻力会较大，容易引起气流场的不稳定。故在本实用新型中，所述导流件101包括第一端面1011和第二端面1012，所述第二端面1012与所述进气口102重叠，所述第一端面1011的尺寸大于所述第二端面1012的尺寸，具体的，以进气管道10为圆筒状为例，所述导流件101为筒状，所述第一端面1011和第二端面1012平行并且轴线共线，所述第一端面1011的直径L1大于所述第二端面1012的直径L2，例如，所述第一端面1011的直径L1可以为1-35毫米，所述第二端面1012的直径L2可以为0.05-30毫米，所述第一端面1011和第二端面1012的间距H可以为0.01-10毫米，从而形成本实施例中漏斗状的导流件101。优选的，可以适当的调节所述第一端面1011的直径L1、所述第二端面1012的直径L2以及所述第一端面1011和第二端面1012的间距H的值，以便尽可能使得导流件101具有较大的倾斜度，以便提高气体场的稳定性和出气时的均匀性。进一步的，所述导流件101的侧壁优选为流线型，以减小气体自气体腔室到气体管道的流体阻力。
基于上述进气管道，本实用新型提及一种用于MOCVD工艺的进气装置，所述进气装置包括至少一个气体腔室，至少一个所述气体腔室连接有如上所述的进气管道，所述气体管道将反应气体传送至所述进气装置所在反应腔的反应区域。具体的，请参考图3，在本实施例中，包括两个层叠设置的气体腔室：自下而上分别是第一气体腔室11和第二气体腔室12。在本实施例中，所述第一气体腔室11为Ⅴ族源气体腔，所述第二气体腔室12为III族源气体腔，连接于所述第一气体腔室11的第一气体管道111和连接于所述第二气体腔室12的第二气体管道121皆为所述的进气管道，具体的，所述第二气体管道121贯穿所述第一气体腔室11，优选的，为了使得进气装置的结构简单，所述第二气体管道121嵌套于所述第一气体管道111中。
进一步的，在本实施例中，在第一气体腔室11和第二气体腔室12之间设置有缓冲腔室13。所述缓冲腔室中可以通入有吹扫气体，例如氢气、氮气等，可以用于保持进气装置内部的整洁，也能够起到调整第二气体腔室12的温度的作用，所述缓冲腔室13设置有第三气体管道131，所述第一气体管道111、第三气体管道131和第二气体管道121依次嵌套。
由图3可见，所述第一气体管道111、第三气体管道131和第二气体管道121皆为所述的进气管道，考虑到实际气体使用情况，所述第一气体腔室11中通入的是氨气，所述第二气体腔室12中通入的是MO气体，相比而言，氨气的用量要比MO气体多的多，因此可以只使得所述第一气体管道111为所述的进气管道，其他腔室可以直接采用圆筒形的气体管，以降低制作难度。
可选的，在其他实施例中，还可以包括冷却腔室，例如所述冷却腔室可以位于所述第一气体腔室11下方，所述冷却腔室可以是水冷、油冷或者是气冷冷却腔，冷却腔室的位置还可以根据对反应气体温度的需要而设置于所述第二气体腔室12和缓冲腔室13之间。
本实用新型提供的进气管道以及进气装置中，所述进气管道设置有导流件，那么，当反应气体通入气体腔时，相比现有技术，由于导流件的存在，能够减小气体自气体腔室到气体管道的流体阻力，使得气体流动时尤其是在流出出气口是较为缓和，因此反应区域的气体场的稳定性和均匀性都能够得到有效的改善，进而对衬底膜层的生长有着较大的改善。
显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种进气管道，用于将来自气体腔室的反应气体输送至反应区域，所述进气管道具有进气口和出气口，其特征在于，所述进气管道还包括导流件，设置在所述进气口朝向气体腔室的一端，所述导流件能够使得来自气体腔室的反应气体从第一方向渐变至第二方向并进入所述进气口，经过气体管道的出气口流向所述反应区域。
2.如权利要求1所述的进气管道，其特征在于，所述第一方向垂直于所述进气管道长度的方向，所述第二方向平行于所述进气管道长度的方向。
3.如权利要求1所述的进气管道，其特征在于，所述导流件的形状为筒状，所述导流件具有平行的第一端面和第二端面，所述第二端面与所述进气口重叠，所述第一端面的直径大于所述第二端面的直径，所述反应气体依次流经第一端面和第二端面。
4.如权利要求3所述的进气管道，其特征在于，所述导流件的形状为漏斗状，漏斗的顶部与气体腔室相连通，漏斗的底部与进气口相连通。
5.如权利要求3所述的进气管道，其特征在于，所述第一端面的直径为1-35毫米，所述第二端面的直径为0.05-30毫米，所述第一端面和第二端面的间距为0.01-10毫米。
6.如权利要求1所述的进气管道，其特征在于，所述导流件的侧壁为流线型，以减小气体自气体腔室到气体管道的流体阻力。
7.一种进气装置，用于MOCVD工艺，所述进气装置包括至少一个气体腔室，至少一个所述气体腔室与所述进气管道相连通，所述气体管道将与该气体 管道相连通的气体腔室中的反应气体传送至所述进气装置下方的反应区域，其特征在于，所述进气管道为如权利要求1-6中任意一项所述的进气管道。
8.如权利要求7所述的进气装置，其特征在于，所述进气装置包括自下而上层叠设置的第一气体腔室和第二气体腔室，所述第二气体腔室与所述进气管道相连通，所述进气管道贯穿所述第一气体腔室。
9.如权利要求8所述的进气装置，其特征在于，所述第一气体腔室和第二气体腔室之间设置有缓冲腔室，所述进气管道还贯穿所述缓冲腔室。
10.如权利要求8所述的进气装置，其特征在于，所述第一气体腔室为Ⅴ族源气体腔，所述第二气体腔室为III族源气体腔。
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| CN201320504654.9U CN203513793U (zh) | 2013-08-16 | 2013-08-16 | 进气管道以及进气装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114210217A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-22 | 拓荆科技股份有限公司 | 半导体加工设备及其混气装置 |
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2013
- 2013-08-16 CN CN201320504654.9U patent/CN203513793U/zh not_active Expired - Fee Related
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