CN206887226U - 反应炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种反应炉，主要用于等离子体增强化学气相沉积反应，所述反应炉包括炉体和设置在所述炉体内的石英管和设置在所述石英管内的至少两根弥散管，每根所述弥散管的管壁上设有至少一个出气孔。该反应炉该通过设置多个弥散管同时补气，且改良了弥散管管壁上出气孔的数量以及朝向，能补充反应炉内气体，使反应炉中气氛稳定均匀，从而降低多晶硅薄膜的翘曲度，使其表面生长更加均匀，提高其性能。

Description

反应炉

技术领域

本实用新型涉及薄膜制备技术领域，具体涉及一种反应炉，主要用于等离子体增强化学气相沉积反应。

背景技术

多晶硅薄膜作为一种重要的半导体薄膜材料早已引起人们的重视，目前，已广泛用于集成电路和各种电子器件的制造。由于其特有的导电特性和优良的力学性能，并与半导体工艺兼容性好，且生产成本低、效率稳定性好、光电转换效率高，是较为理想的结构层材料，作为微机电系统中的基本结构材料有着广泛的应用。

PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强气相沉积)是制备多晶硅薄膜的主要方法之一，其通过在低压化学气相沉积的同时，利用辉光放电等离子体对该过程施加影响，从而制备晶粒较小的多晶硅薄膜。然而，现有制备多晶硅薄膜的PECVD反应炉由于是单气管补气，反应炉内气体分布不均且不平稳，从而使制备出的多晶硅薄膜不均匀，翘曲度较高，导致其RS(Resistivity，电阻率)和WIW STD(Wafer in WaferStandard，片内标准差)不符合工艺使用要求。

因此，如何使等离子体增强化学气相沉积反应炉中气体充足且稳定均匀是目前所需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种反应炉，主要用于等离子体增强化学气相沉积反应，该反应炉能补充反应炉内气体，使反应炉中气氛稳定均匀，从而降低多晶硅薄膜的翘曲度，使其表面生长更加均匀，提高其性能。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种反应炉，包括炉体和设置在所述炉体内的石英管和设置在所述石英管内的至少两根弥散管，每根所述弥散管的管壁上设有至少一个出气孔。

进一步的：当所述弥散管的数量为偶数个时，偶数个所述弥散管沿所述石英管的横截面的竖直中心轴对称设置。

进一步的：当所述弥散管为奇数个时，于炉体的高度方向上，其中一个弥散管设置在所述石英管的顶部，其余弥散管沿所述石英管的中心轴对称设置。

进一步的：所述出气孔的数量为多个，多个出气孔排列形成至少两组数量对应的出气孔组列。

进一步的：所述出气孔组列沿弥散管的中心轴对称布置，且每组出气孔组列与所述弥散管的中心轴平行设置。

进一步的：当每个所述弥散管上的出气孔组列为两列时，其中一列的出气孔组列中的每个出气孔朝下布置，另一列的出气孔组列中的每个出气孔朝上布置。

进一步的：所述反应炉还包括与每根所述弥散管连接并控制所述弥散管气流分配的针阀。

进一步的：所述石英管中设有固定或支撑每根所述弥散管的固定件。

进一步的：所述反应炉还包括设置在所述炉体上的法兰盖板，所述法兰盖板上设置有供所述弥散管穿过的弥散管通孔，所述弥散管通孔的中心线与弥散管的中心线重叠。

进一步的：所述法兰盖板上开设有抽气通孔和热偶通孔，所述抽气管通孔的中心中线与所述法兰盖板的中心轴线重叠，所述热偶通孔位于所述法兰盖板的底部。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的反应炉主要用于等离子体增强化学气相沉积反应，该反应炉通过设置多个弥散管同时补气，能补充反应炉内气体，使反应炉中气氛稳定均匀，从而降低多晶硅薄膜的翘曲度，使其表面生长更加均匀，提高其性能。故，该反应炉具有能补充反应炉内气体，使其稳定均匀，从而降低多晶硅薄膜的翘曲度，提高其性能的优点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所示的反应炉部分结构示意图；

图2为图1所示反应炉中的弥散管的结构示意图；

图3为图1所示反应炉中的石英管的剖视图；

图4为本实用新型一实施例所示的反应炉尾部的法兰盖板结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1，本实用新型一实施例所示的反应炉包括炉体1、石英管2、n个弥散管3和n个弥散管撑板4，每根所述弥散管4的管壁上设有至少一个出气孔(未标号)。当所述弥散管3的数量为偶数个时，偶数个所述弥散管3沿所述石英管2的横截面的竖直中心轴对称设置；当所述弥散管3为奇数个时，于炉体1的高度方向上，其中一个弥散管3设置在所述石英管2的顶部，其余弥散管3沿所述石英管2的中心轴对称设置。在实际应用中，综合考虑到成本及工艺难度等因素，以双弥散管补气的方式制备出的多晶硅薄膜足以满足现有的工艺使用要求，因此在本实施例中，以n＝2为例进行说明。所述炉体1头部设有进气口(未图示)，尾部设有补气装置，以图1为基准视角，图1中炉体1水平方向上的左侧为头部，右侧为尾部。所述石英管2设置在所述炉体1中，并连通所述炉体1的头部和尾部，在所述石英管2中设有两个弥散管撑板4，诚然，该弥散管撑板4还可为其他结构，其主要目的是固定或支撑弥散管3，从而防止石英管2中的弥散管3因重力作用接触到晶片。所述反应炉还包括与每根所述弥散管3连接并控制所述弥散管3气流分配的针阀(未图示)。

请参见图2，本实施例所示的弥散管3上设有第一出气孔组列20和第二出气孔组列(未图示)两组出气孔，第一出气孔组列20由多个出气孔排列形成，第二出气孔组列由多个出气孔排形成，诚然，在其他实施例中，出气孔可以为1组或3组及以上，但综合考虑到成本和工艺难度等因素，在单个弥散管的管壁上设置两组出气孔来进行补气足以使反应炉中气体保持相对充分均匀，从而使制备出的多晶硅薄膜满足现有的工艺使用要求。所述第一出气孔组列20的数量与第二出气孔组列上的出气孔数量相同，且第一出气孔组列20上的每个出气孔对应第二出气孔组列上的一个出气孔。所述第一出气孔组列20沿弥散管3的轴线方向均匀设置在弥散管3管壁上一侧，所述第二出气孔组列沿所弥散管3的轴线方向均匀设置在弥散管3管壁上另一侧(即，第一出气孔组列20、第二出气孔组列与所述弥散管的中心轴平行设置)，且所述第一出气孔组列20和第二出气孔组列相对于弥散管3的中心轴线对称。

请参见图3并结合图2，所述反应炉还包括设置在所述炉体1上的法兰盖板(未图示)，所述法兰盖板上设置有供所述弥散管3穿过的弥散管通孔(未图示)。两个弥散管3通过法兰盖板(未图示)上的弥散管通孔(未图示)安装在石英管2的水平中心轴线上，并沿石英管2的竖直中心轴对称(即，弥散管通孔的中心线与弥散管3的中心线重叠)，且通过设置在石英管2中的弥散管撑板4支撑固定在石英管2内，同时，使弥散管3管壁上的第一出气孔组列(未图示)和第二出气孔组列(未图示)朝向为竖直方向，即：第一出气孔组列20的出气孔组列中的每个出气孔朝下布置，第二出气孔组列中的每个出气孔朝上布置。诚然，在其他实施例中，所述弥散管3在石英管2中的安装位置和弥散管3管壁上出气孔的方向都可为其他不同方式，但综合考虑到成本和工艺难度等因素，以双弥散管水平补气且弥散管管壁竖直方向上对称式出气的方式，足以使反应炉中气体保持相对充分均匀，从而使制备出的多晶硅薄膜满足现有的工艺使用要求。

请参见图4，本实用新型所示的法兰盖板5上设有一个抽气管通孔11、一个热偶通孔12和两个弥散管通孔10，抽气管通孔11设置在所述法兰盖板5的中心，所述抽气管通孔的中心中线与所述法兰盖板的中心轴线重叠；所述热偶通孔12设置在所述法兰盖板5的底部；两个所述弥散管通孔10设置在所述法兰盖板5的水平中心轴上，且相对于法兰盖板5的竖直中心轴对称，所述弥散管通孔10的中心线与弥散管(未图示)的中心线重叠；诚然，在其他实施例中，根据弥散管在石英管中的安装位置，所述弥散管通孔10配合弥散管还可以设置在所述法兰盖板5上不同位置。

综上所述：本实用新型的反应炉主要用于等离子体增强化学气相沉积反应，该反应炉通过设置多个弥散管同时补气，且改良了弥散管管壁上出气孔的数量以及朝向，能补充反应炉内气体，使反应炉中气氛稳定均匀，从而降低多晶硅薄膜的翘曲度，使其表面生长更加均匀，提高其性能。故，该反应炉具有能补充反应炉内气体，使其稳定均匀，从而降低多晶硅薄膜的翘曲度，提高其性能的优点。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种反应炉，其特征在于：所述反应炉包括炉体和设置在所述炉体内的石英管和设置在所述石英管内的至少两根弥散管，每根所述弥散管的管壁上设有至少一个出气孔。

2.根据权利要求1所述的反应炉，其特征在于：当所述弥散管的数量为偶数个时，偶数个所述弥散管沿所述石英管的横截面的竖直中心轴对称设置。

3.根据权利要求1所述的反应炉，其特征在于：当所述弥散管为奇数个时，于炉体的高度方向上，其中一个弥散管设置在所述石英管的顶部，其余弥散管沿所述石英管的中心轴对称设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的反应炉，其特征在于：所述出气孔的数量为多个，多个出气孔排列形成至少两组数量对应的出气孔组列。

5.如权利要求4所述的反应炉，其特征在于，所述出气孔组列沿弥散管的中心轴对称布置，且每组出气孔组列与所述弥散管的中心轴平行设置。

6.如权利要求4所述的反应炉，其特征在于，当每个所述弥散管上的出气孔组列为两列时，其中一列的出气孔组列中的每个出气孔朝下布置，另一列的出气孔组列中的每个出气孔朝上布置。

7.如权利要求1所述的反应炉，其特征在于，所述反应炉还包括与每根所述弥散管连接并控制所述弥散管气流分配的针阀。

8.如权利要求1所述的反应炉，其特征在于，所述石英管中设有固定或支撑每根所述弥散管的固定件。

9.如权利要求1所述的反应炉，其特征在于，所述反应炉还包括设置在所述炉体上的法兰盖板，所述法兰盖板上设置有供所述弥散管穿过的弥散管通孔，所述弥散管通孔的中心线与弥散管的中心线重叠。

10.如权利要求9所述的反应炉，其特征在于，所述法兰盖板上开设有抽气通孔和热偶通孔，所述抽气管通孔的中心中线与所述法兰盖板的中心轴线重叠，所述热偶通孔位于所述法兰盖板的底部。