TWI576462B - A reaction gas delivery device and a chemical vapor deposition or an epitaxial layer growth reactor - Google Patents

Description

反應氣體輸送裝置及化學氣相沉積或磊晶層成長反應器

本發明涉及製造半導體器件，尤其涉及一種在諸如基板等襯底上成長磊晶層或進行化學氣相沉積的裝置。

在諸如基板上成長磊晶層或進行化學氣相沉積的生產過程中，反應器的設計十分關鍵。現有技術中，反應器有各種各樣的設計，包含：水平式反應器，該反應器中，基板被安裝成與流入的反應氣體成一定角度；行星式旋轉的水平式反應器，該反應器中，反應氣體水平通過基板；以及垂直式反應器，該反應器中，當反應氣體向下注入到基板上時，基板被放置在反應腔內的基板承載架上並以相對較高的速度旋轉。該種高速旋轉的垂直式反應器為商業上最重要的MOCVD反應器之一。

垂直式反應器中反應氣體輸送裝置的結構是最為重要的設計之一，磊晶成長製程或者化學氣相沉積製程通常需要至少兩組反應氣體，在實際應用中，優選地，反應氣體在進入反應腔前不能混合，因此人們提出各種各樣的氣體噴淋頭設計來保證兩組反應氣體在進入反應腔前保持相互隔離。此外，有效地對氣體噴淋頭進行冷卻對反應製程也有很好的幫助，在很多應用中採用包含水在內的流體進行冷卻。

現有技術中，大部分氣體輸送裝置設計是採用氣體輸送管道實現對不同反應氣體的輸送，將很多元件焊接加工在一起，不僅提高了加工製作難度，還會因為氣體輸送管道與不同氣體的間隔板間密封效果不好，增加氣體洩漏的風險；在另一些設計中，提供了一種氣體輸送裝置，其通過將複數個中空的長形管狀的氣體分佈元件肩並肩地並排、間隔地焊接而成，同時在長形管狀氣體分佈元件下方焊接有氣體擴散器及冷卻管道等元件，但這些焊接元件極易導致漏水、漏氣，並且在加工焊接時，不能保證各個進氣口元件的完全相同，因而，不能保證各個氣體輸送裝置的形狀尺寸一致，此外，在一段製程後，氣體輸送裝置容易變形，導致同一反應腔內的不同基板製程效果出現不同。如果各個氣體輸送裝置在加工時不能保證加工參數完全相同，在放置到反應器內時，不同反應器的加工製程將會不同，這會嚴重影響不同反應器內基板加工的均一性，造成一批基板（反應腔與腔之間）的處理結果不同。此外，在這些設計中，還存在著由於管狀氣體分佈元件之間的氣體擴散速度不同，而導致輸送到處理區域內的氣體不均勻的問題。

因此，業內亟需一種能在均勻提供反應氣體的同時，結構設計簡單，製程穩定性好的反應氣體輸送裝置。

本發明的目的之一在於提供一種反應氣體輸送裝置，其整體結構設計簡單，加工製作簡單，並且經過長期的製程處理後不會發生變形、能有效避免反應氣體在進入處理區域前發生氣體洩漏、冷卻水洩漏，同時，能保證反應氣體進入處理區域的速率均勻可控，保證各反應腔內的不同基板的製程處理、反應腔與反應腔之間的基板製程處理的均一性。

根據本發明的發明目的，本發明提供了一種反應氣體輸送裝置，用於化學氣相沉積或磊晶層成長反應器，包含：從上往下依次設置的一頂板、一隔離板及一氣體輸送板，所述頂板與所述隔離板相互間隔而在二者之間形成第一氣體擴散區域，所述隔離板及所述氣體輸送板相互間隔而在二者之間形成第二氣體擴散區域；

所述氣體輸送板為一體形成之板體，其包含一上表面，所述上表面上沿某一水平方向上開設有相互平行排列的複數個縱長形第一氣體擴散槽及複數個縱長形第二氣體擴散槽，並且各所述第一氣體擴散槽及各所述第二氣體擴散槽相互間隔排列設置，所述各第一氣體擴散槽下方還開設連接有一縱長形第一氣體出氣通道並且二者相連通，所述各第二氣體擴散槽下方還開設連接有一縱長形第二氣體出氣通道並且二者相連通；所述各第一氣體擴散槽及與之相鄰的各第二氣體擴散槽之間向下延伸設置有一縱長形的氣體導流條；所述各縱長形的氣體導流條內部設置有一縱長形的冷卻管道，所述各縱長形的氣體導流條的下表面設有具一定弧度的弧形或設為尖錐形；

所述各第一氣體擴散槽上還進一步連接設置有至少一根與所述第一氣體擴散區域相連通的第一氣體輸送管。

較佳地，所述各縱長形第一氣體出氣通道與所述各縱長形第二氣體出氣通道相互平行排列,並且相互間隔排列設置。

較佳地，所述縱長形第一氣體出氣通道為一縱長形的縫隙通道。

較佳地，所述縱長形第二氣體出氣通道為一縱長形的縫隙通道。

較佳地，所述縱長形第一氣體出氣通道包含複數個孔通道，所述複數個孔通道整體上構成一縱長形的出氣通道。

較佳地，所述縱長形第二氣體出氣通道包含複數個孔通道，所述複數個孔通道整體上構成一縱長形的出氣通道。

較佳地，所述各縱長形的氣體導流條位於各縱長形第一氣體出氣通道及各縱長形第二氣體出氣通道之間。

較佳地，所述縱長形的氣體導流條的下表面為向反應氣體製程處理區域凸出的弧形表面。

較佳地，所述縱長形的氣體導流條的下表面為向反應氣體製程處理區域凹陷的弧形表面。

較佳地，所述向製程處理區域凹陷的弧形表面與所述第一氣體出氣通道及第二氣體出氣通道的通道側面連接處為弧形。

較佳地，所述各縱長形的氣體導流條兩側分別連接一縱長形的子氣體導流條，所述氣體導流條與所述子氣體導流條相互平行並相互間隔一距離設置，二者之間形成一子氣體通道，所述子氣體通道與所述第一氣體出氣通道或第二氣體出氣通道在豎直的截面方向上呈一銳角。

較佳地，所述第一氣體出氣通道為寬度小於第一氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於第一氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道；第二氣體出氣通道為寬度小於第二氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於第二氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道。

較佳地，所述氣體輸送裝置至少包含邊緣區域及中心區域，位於所述邊緣區域內的第一及第二氣體出氣通道的截面豎直長度與位於所述中心區域內的第一及第二氣體出氣通道的截面豎直長度不相同或相同。

所述氣體輸送裝置至少包含邊緣區域及中心區域，所述邊緣區域及所述中心區域的第一氣體擴散槽的槽凹陷深度大於所述中心區域的第一氣體擴散槽的槽凹陷深度，所述第二氣體擴散槽的槽凹陷深度大於所述中心區域的第二氣體擴散槽的槽凹陷深度。

本發明的目的之二在於提供一種化學氣相沉積或磊晶層成長反應器，所述反應器包含一反應氣體輸送裝置，所述反應氣體輸送裝置可以有效控制反應氣體進入處理區域的速率及均勻度，在進入處理區域前可保證兩組氣體的互相隔離，同時能減少反應氣體在反應氣體輸送裝置的下表面發生沉積反應，減少反應腔的污染概率。

本發明的目的之三在於提供一種製作氣體輸送裝置的方法，所述方法包含下列步驟：

提供一具有一定厚度的板材用以製作氣體輸送板，該板材具有相對平行的上表面及下表面；

在所述板材上表面沿某一水平方向開鑿製作相互平行且具有一定深度的縱長形的第一氣體擴散槽及縱長形的第二氣體擴散槽，所述第一氣體擴散槽及所述第二氣體擴散槽交替設置；在所述第一氣體擴散槽的槽底開鑿設置寬度小於第一氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於第一氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，所述縫隙通道或所述孔通道構成第一氣體出氣通道，在所述第二氣體擴散槽的槽底開鑿設置寬度小於第二氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於第二氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，所述縫隙通道或所述孔通道構成第二氣體出氣通道；所述各第一出氣通道及所述各第二氣體出氣通道之間的板材構成縱長形的氣體導流條；

在各氣體導流條內部開鑿設置縱長形的冷卻通道；設置氣體導流條的下表面為具有一定弧度的下表面或尖錐形下表面；

在製作完成的氣體輸送板上表面緊密固定一密封板，將所述密封板上對應第二氣體擴散槽的區域挖空設置，在所述密封板上對應各第一氣體擴散槽的位置設置至少一輸送管插介面；

在所述氣體輸送板上方一定距離設置一隔離板，所述隔離板及所述氣體輸送板之間形成第二氣體擴散區域，在所述隔離板上對應各輸送管插介面的位置設置一小孔，每個小孔及其對應的輸送管插介面處插入一第一氣體輸送管，所述第一氣體輸送管與所述小孔及所述輸送管插介面連接處密封設置；以及

在所述隔離板上方一定距離設置一頂板，所述頂板與所述隔離板之間形成第一氣體擴散區域。

較佳地，在製作氣體輸送板時，設置所述氣體輸送板靠近邊緣區域的第一氣體擴散槽及第二氣體擴散槽的槽深度大於靠近中心區域的第一氣體擴散槽及第二氣體擴散槽的槽深度。

較佳地，製作氣體輸送板下表面時，設置所述縱長形氣體導流條的下表面為向下凸起的弧形表面或向上凹進的弧形表面。

第1圖繪示根據本發明實施方式所提供的一種反應器的前視橫載面示意圖。所述反應器可以用於化學氣相沉積或磊晶層成長，但應當理解，其並不限於此類應用。

所述反應器10包含圍成反應腔的外壁11以及一頂壁12，反應器10內設置至少一個基板承載架15及用於支撐所述基板承載架15的支撐裝置16，在化學氣相沉積或磊晶層成長反應器中，支撐裝置16可以帶動基板承載架15旋轉，以實現沉積製程或磊晶層成長製程的順利進行。在基板承載架15上方，頂壁12下方設置一反應氣體輸送裝置100，反應氣體輸送裝置100用於將至少兩組不同的反應氣體分別輸送到反應器10內的處理區域內混合反應，並確保兩組不同的反應氣體在進入處理區域之前互相隔離。

第2圖、第3圖及第4圖繪示本發明一種實施例的反應氣體輸送裝置，其設置於如第1圖所示的用於化學氣相沉積或磊晶層成長的反應器10內，其中第2圖為本實施例反應氣體輸送裝置的前視橫截面示意圖，第3圖為本實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖，第4圖為反應氣體輸送裝置的仰視圖，反應氣體輸送裝置包含位於一主體部20。在第2圖及第3圖所示的反應氣體輸送裝置中可清晰地看出，該反應氣體輸送裝置100自上而下依次包含一頂板130、隔離板120及氣體輸送板110，其中，頂板130及隔離板120相互間隔而在二者之間形成第一氣體擴散區域128，隔離板120及氣體輸送板110相互間隔而在二者之間形成第二氣體擴散區域118。第一氣體擴散區域128與第1圖中的第一氣體源101相連接，用於提供第一反應氣體注入，第二氣體擴散區域118與第1圖中的第二氣體源102相連接，用於提供第二反應氣體注入。

氣體輸送板110為一體形成之板體結構，其包含一上表面110a及一下表面110b，上表面110a上沿某一水平方向（如沿圖式X軸方向）向下表面110b方向開鑿設有一定深度的相互平行排列的複數個縱長形第一氣體擴散槽111及複數個縱長形第二氣體擴散槽112，並且各第一氣體擴散槽111及各第二氣體擴散槽112相互平行且相互穿插間隔排列設置，其相互間隔的距離可以是某一預設距離，並且該間隔的距離可以視情況定為相同或不相同。各第一氣體擴散槽111下方還開設連接有一縱長形第一氣體出氣通道1111並且二者相連通，各第二氣體擴散槽112下方還開設連接有一縱長形第二氣體出氣通道1121並且二者相連通，分別用於將第一氣體及第二氣體輸送到處理區域內。相鄰的第一氣體出氣通道1111及第二氣體出氣通道1121之間設置有或形成有一個縱長形的氣體導流條50，各氣體導流條50的下表面為具有一定弧度的表面110b。沿著各氣體導流條50的縱長方向，在各氣體導流條50內設置一個或複數個縱長形的冷卻管道116，冷卻管道116至少包含一個冷卻液入口1161（第1圖所示）及一個冷卻液出口1162（第1圖所示），通過冷卻液的迴圈流動，控制氣體輸送板110的溫度，使得反應製程穩定均勻，同時可以避免第一反應氣體及第二反應氣體在氣體輸送板110的下表面110b上進行沉積反應，生成沉積污染物。

在本實施例中，為了保證氣體流動的均勻性，各個氣體導流條50的弧形下表面110b形狀相同，該弧形的下表面可以減少由於氣體流出出氣通道出口時在表面產生的沉積反應，進而避免對反應製程造成的顆粒污染。在某些實施例中，為了不同的需求，也可以將不同第一氣體出氣通道出口及第二氣體出氣通道出口之間的弧形下表面110b形狀設置為不相同，通過設置該下表面的不同形狀達到調節反應氣體出氣速率不同或氣體分佈不同的目的。由第4圖可知，縱長形的氣體導流條兩側分別為第一氣體出氣通道1111及第二氣體出氣通道1121，第一氣體出氣通道1111及第二氣體出氣通道1121平行交替設置，分別提供第一氣體及第二氣體至反應區域。

作為一種優選實施例，圖式中的第一氣體出氣通道1111為寬度小於第一氣體擴散槽111的槽寬度的縫隙形通道，第二氣體出氣通道1121為寬度小於第二氣體擴散槽112槽寬度的縫隙形通道，在另外的實施例中，兩個氣體出氣通道還可以為別的結構，具體將在後面的實施例中介紹。

隔離板120上設置複數個小孔125以允許第一氣體輸送管121通過，第一氣體輸送管121穿過隔離板120將第一氣體輸送到第一氣體擴散槽111內，每個第一氣體擴散槽111至少對應一個第一氣體輸送管121，為了使得氣體擴散通道111內的第一氣體擴散快速均勻，可以在各條第一氣體擴散槽111上均勻設置複數個第一氣體輸送管121。由於第一氣體及第二氣體在進入處理區域內時需要保證相互隔離，因此第一氣體輸送管121將第一氣體輸送到第一氣體擴散槽111內的過程中要保證不與第二氣體混合，為此，在氣體輸送板110表面固定連接一層密封板113，密封板113上對應第二氣體擴散槽112的位置挖空，使第二氣體擴散槽112與第二氣體擴散區域118相連通，密封板113僅將第一氣體擴散槽111完全覆蓋。優選地，為了保證覆蓋的密封性，密封板113與第一氣體擴散槽111兩側的上表面110a設置密封墊1135。密封板113對應第一氣體輸送管121的位置設置允許第一氣體注入的輸送管插介面115，在本實施例中該輸送管插介面115可以允許第一氣體輸送管121穿過，在另外的實施例中，氣體輸送管121不穿過輸送管插介面115，其末端抵靠在密封板113上表面，僅將第一氣體注入第一氣體擴散槽內，上述兩種實施例均通過將第一氣體輸送管121與密封板113的輸送管插介面115的接觸面進行密封實現第一氣體與第二氣體的隔離，如果第一氣體輸送管121及密封板113均為金屬材質，可以通過焊接的方式進行密封；如果是非金屬材質也可以採用密封圈的方式進行密封。如果每個第一氣體擴散槽111對應複數個第一氣體輸送管121，密封板113上需要設置對應個數的輸送管插介面115，每個第一氣體輸送管121與輸送管插介面115的接觸面都需要進行密封處理。

將本實施例的反應氣體輸送裝置100置於第1圖所示的反應器內，作為不同種實施方式，可以直接採用反應腔頂壁12作為頂板與隔離板120形成第一氣體擴散區域，也可以將第2-4圖所示實施例描述的反應氣體輸送裝置整體放置在頂壁12下方，第一氣體源101中的第一氣體注入第一氣體擴散區域128內，第二氣體源102中的第二氣體注入第二氣體擴散區域118內，第一氣體通過第一氣體輸送管121進入第一氣體擴散槽111再經第一氣體出氣通道1111 進入基板承載架15上方的處理區域，第二氣體通過第二氣體擴散槽112經第二氣體出氣通道1121進入基板承載架15上方的處理區域。兩種氣體在處理區域內實現對基板承載架15上方的基板進行製程處理。

前述實施方式中，通過設置密封板113實現第一氣體與第二氣體的隔離。應當理解，其不限於此種設計。例如，在反應氣體輸送裝置的上表面上開設第一氣體擴散槽111時，直接從上表面的下方一距離開鑿出第一氣體擴散槽111，這樣使第一氣體擴散槽111的上方不露空，而是設置於上表面的下方，該設計不再需要額外設置密封板113。

本發明所提供的反應氣體輸送裝置，其製作方法簡單，每個尺寸可精確控制，製作步驟是：

先提供一具有一定厚度的一體成形之板材110，用以製作氣體輸送板，該板材具有相對平行的上表面110a及下表面110b；作為一種示例，板材製作成大體呈圓柱形。

在所述板材的上表面沿某一水平方向（如X軸的正負方向）交替平行開鑿挖出具有一定深度的縱長形的第一氣體擴散槽111及縱長形的第二氣體擴散槽112，在第一氣體擴散槽111的槽底開設寬度小於第一氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於第一氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，縫隙通道或孔通道構成第一氣體出氣通道1111，在第二氣體擴散槽112的槽底開設寬度小於第二氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於第二氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，縫隙通道或複數個孔通道構成第二氣體出氣通道1121；各第一出氣通道及各第二氣體出氣通道之間的板材成為縱長形的氣體導流條50；

在各氣體導流條50內部開鑿冷卻通道116；設置氣體導流條的下表面為具有一定弧度的下表面或尖錐形下表面；

在製作完成的氣體輸送板上表面緊密固定一密封板113，將密封板上對應第二氣體擴散槽112的區域挖空設置，在密封板上對應各第一氣體擴散槽的位置設置至少一輸送管插介面115；

在氣體輸送板110上方一定距離設置一隔離板120，隔離板120及氣體輸送板110之間形成第二氣體擴散區域118，在所述隔離板上對應各輸送管插介面115的位置設置一小孔125，每個小孔125及其對應的輸送管插介面115處設置一第一氣體輸送管121，第一氣體輸送管121與小孔125及輸送管插介面115連接處密封設置；

在所述隔離板上方一定距離設置一頂板130，頂板130與隔離板120之間形成第一氣體擴散區域128。

本發明所提供的反應氣體輸送裝置，其加工製作簡單，在機械加工時，各個槽及通道的大小可以精確控制，從而保證加工後的各個反應氣體輸送裝置的形狀、大小、尺寸同一，保證了加工製作的良率；相同的反應氣體輸送裝置置於不同的反應器內可實現與不同反應器的匹配一致，在複數個反應器加工一批基板時能保證反應腔與反應腔之間的加工製程的均一性，提高反應器的產品合格率。同時，由於氣體擴散槽、氣體出氣通道、氣體導流塊、冷卻管道均設置在一塊板材上，大大地減少了漏氣、漏水的可能，保證了反應氣體輸送裝置的使用可靠性。

本發明的反應氣體輸送裝置盡可能減少採用管道設計，減少了管道與密封板及隔離板處的密封數量，提高了兩種氣體進入處理區域前的相互隔離效果，通過採用一定厚度的氣體輸送板110並在氣體輸送板上製作上表面開口的氣體擴散槽，降低了製作難度，提高了氣體輸送的效率，由於第一氣體輸送管的數量有限，對第二氣體擴散區域的氣體流動阻力幾乎可忽略不計，第二氣體可以迅速在第二氣體擴散區域擴散均勻，並通過第二氣體擴散槽及第二氣體出氣通道進入處理區域。通過設置氣體輸送板的下表面110b為弧形，同時設置冷卻通道116靠近下表面110b，減少了兩種反應氣體剛出氣體出氣通道就進行反應並將反應物沉積在下表面上帶來的污染問題。

第5圖繪示另一種實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖。本實施例的反應氣體輸送裝置與上述實施例的結構大致相同，故相同的部件採用了相同的元件符號，區別在於，本實施例中第一氣體出氣通道1112為直徑小於第一氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，形成一條縱長形的孔通道；第二氣體出氣通道1122為直徑小於第二氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，形成一條縱長形的孔通道。該種設計可以有效的實現對氣體出氣速率進行控制，同時，孔通道的出氣口出產生渦流的現象較弱，因此反應氣體不會在氣體輸送板的下表面進行沉積。

第6圖及第7圖繪示本發明的另一種實施例結構，其中第6圖為本實施例反應氣體輸送裝置的前視橫截面示意圖，第7圖為本實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖，本實施例的反應氣體輸送裝置與上述實施例的結構大致相同，故相同的部件採用了相同的元件符號，其區別在於：各縱長形的氣體導流條50兩側分別連接一縱長形的子氣體導流條，氣體導流條50與子氣體導流條相互平行並相互間隔一距離設置，二者之間形成一子氣體通道，具體的，第一氣體擴散槽兩側的氣體導流條50連接的縱長形的子氣體導流條分別為51a及51b，子氣體導流條51a與氣體導流條50之間形成子氣體通道1113a，子氣體導流條51b與氣體導流條50之間形成子氣體通道1113b，第二氣體擴散槽112兩側的氣體導流條50連接的縱長形的子氣體導流條分別為52a及52b，子氣體導流條52a與氣體導流條50之間形成子氣體通道1123a，子氣體導流條52b與氣體導流條50之間形成子氣體通道1123b。子氣體通道1113a及1113b與所述第一氣體出氣通道在豎直的截面方向上呈一銳角，子氣體通道1123a及1123b與所述第二氣體出氣通道在豎直的截面方向上呈一銳角。可以設置子氣體導流條及氣體導流條之間有連接處，以保證氣體輸送板的整體設計。在氣體導流條50兩側設置子氣體導流條，可以增加氣體擴散的出口，提高氣體自氣體擴散槽向處理區域擴散速率，在需要同樣氣體流出速率的時候可以降低氣體輸送板110上表面的氣體擴散槽的密度，降低製作成本。第一氣體及第二氣體經子氣體通道1113b及子氣體通道1123a流出後互相對沖，兩種氣體快速到達基板表面進行反應，實現對基板的加工處理。

第8圖及第9圖繪示本發明的另一種實施例結構，其中第8圖為本實施例反應氣體輸送裝置的前視橫截面示意圖，第9圖為本實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖，本實施例的反應氣體輸送裝置與上述實施例的結構大致相同，故相同的部件採用了相同的元件符號，其區別在於：本實施例中第一氣體出氣通道1111及第二氣體出氣通道1121之間的氣體輸送板下表面110b’為向處理區域方向凹陷的弧形面，該種設計使得氣體輸送板的下表面110b’與冷卻通道116之間的距離更為接近，同時，凹陷的弧形表面距離兩種反應氣體的接觸區域較遠，可以減少兩種氣體在下表面110b’處的沉積物，降低對反應腔的污染概率。

第10圖繪示第9圖所述實施例的變形實施例，其中，第一氣體出氣通道1111及第二氣體出氣通道1121靠近反應區域的一端兩側與下表面110b’連接處為一弧形表面55。該實施例中反應氣體自第一氣體出氣通道1111及第二氣體出氣通道1121流出後在凹陷的弧形下表面110b’下方區域30進行預反應，再沉積在基板表面，提高反應速率。

第11圖繪示本發明的另一種實施例結構，在本實施例中，反應氣體輸送裝置與上述實施例的結構大致相同，故相同的部件採用了相同的元件符號，其區別在於：本實施例中氣體導流條的下表面110b”為向處理區域方向凸起的尖錐形，採用該種設計使得第一氣體出氣通道及第二氣體出氣通道在靠近處理區域處開口逐漸變大，可有效減少反應氣體在兩氣體出氣通道出口處發生的渦流效應，降低兩種反應氣體在氣體導流條下表面110b”處發生沉積反應的概率，避免反應腔內反生沉積顆粒污染。

第12圖及第13圖繪示本發明的另一種實施例結構，在本實施例中，反應氣體輸送裝置至少包含中心區域及邊緣區域等多區設置，氣體輸送板110邊緣區域的第一氣體擴散槽111’及第二氣體擴散槽112’的槽的凹陷深度與中心區域的第一氣體擴散槽111’及第二氣體擴散槽112’的槽的深度可以設置為相同或不相同同，位於邊緣區域內的第一氣體出氣通道及第二氣體出氣通道的截面豎直長度與位於中心區域內的第一及第二氣體出氣通道的截面豎直長度相同或不相同。例如，如第12圖所示，其中中心區域及邊緣區域的氣體擴散槽深度不同，在本實施例中可以設置邊緣區域的第一氣體擴散槽111’及第二氣體擴散槽112’深度大於中心區域的第一氣體擴散槽111及第二氣體擴散槽112，此種設計可以按照調節反應氣體進入反應區域的速度，通過增加邊緣區域的氣體擴散槽的深度，降低邊緣區域的氣體出氣通道的深度，加快反應氣體進入反應區域的速度，本發明的該種設計並不局限於本實施例所述的邊緣區域氣體擴散槽的深度大於中心區域氣體擴散槽的深度，作為一種可以調節氣體出氣速率的方式，可以根據實際需要確定中心區域及邊緣區域的大小，以及氣體擴散槽的深度差。

本發明雖然以較佳實施方式公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域具有通常知識者在不脫離本發明的精神及範圍內，都可以做出可能的變動及修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明申請專利範圍所界定的範圍為準。

10‧‧‧反應器
100‧‧‧反應氣體輸送裝置
101‧‧‧第一氣體源
102‧‧‧第二氣體源
11‧‧‧外壁
110‧‧‧氣體輸送板
110a‧‧‧上表面
110b、110b’、110b”‧‧‧下表面
111、111’‧‧‧第一氣體擴散槽
1111、1112、1113‧‧‧第一氣體出氣通道
1113a、1113b、1123a、1123b‧‧‧子氣體通道
112、112’‧‧‧第二氣體擴散槽
1121、1122、1123‧‧‧第二氣體出氣通道
113‧‧‧密封板
1135‧‧‧密封墊
115‧‧‧輸送管插介面
116‧‧‧冷卻管道
1161、1162‧‧‧冷卻液入口
118‧‧‧第二氣體擴散區域
12‧‧‧頂壁
120‧‧‧隔離板
121‧‧‧第一氣體輸送管
125‧‧‧小孔
128‧‧‧第一氣體擴散區域
130‧‧‧頂板
15‧‧‧基片承載架
16‧‧‧支撐裝置
30‧‧‧下方區域
50‧‧‧氣體導流條
51a、51b、52a、52b‧‧‧子氣體導流條
55‧‧‧弧形表面
x、y‧‧‧軸

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施方式所作的詳細描述，本發明的其他特徵、目的及優點將會變得更明顯：

第1圖繪示本發明所提供的一種反應器的前視橫載面示意圖；

第2圖繪示一種實施例反應氣體輸送裝置的前視橫截面示意圖；

第3圖繪示第2圖所示實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖；

第4圖繪示第2圖所述實施例的仰視圖；

第5圖繪示一種實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖；

第6圖繪示一種實施例反應氣體輸送裝置的前視橫截面示意圖；

第7圖繪示第6圖所示實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖；

第8圖繪示一種實施例反應氣體輸送裝置的前視橫截面示意圖；

第9圖繪示第8圖所示實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖；

第10圖繪示第9圖所述實施例的變形實施例；

第11圖繪示一種實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖；

第12圖繪示一種實施例的反應氣體輸送裝置後方抬起一定角度的前視橫截面示意圖；以及

第13圖繪示第11圖所述實施例的示意圖。

1111‧‧‧第一氣體出氣通道

1121‧‧‧第二氣體出氣通道

20‧‧‧主體部

50‧‧‧氣體導流條

Claims (18)

1. 一種反應氣體輸送裝置，用於化學氣相沉積或磊晶層成長反應器，其包含： 從上往下依次設置的一頂板、一隔離板及一氣體輸送板，該頂板與該隔離板相互間隔而在二者之間形成一第一氣體擴散區域，該隔離板及該氣體輸送板相互間隔而在二者之間形成一第二氣體擴散區域； 該氣體輸送板為一體成形之一板體，其包含一上表面，該上表面上沿某一水平方向上開設有相互平行排列的複數個縱長形第一氣體擴散槽及複數個縱長形第二氣體擴散槽，並且每一該縱長形第一氣體擴散槽及每一該縱長形第二氣體擴散槽相互間隔排列設置，每一該縱長形第一氣體擴散槽下方還開設連接有一縱長形第一氣體出氣通道並且二者相連通，每一該縱長形第二氣體擴散槽下方還開設連接有一縱長形第二氣體出氣通道並且二者相連通；每一該第一氣體擴散槽及與之相鄰的每一該縱長形第二氣體擴散槽之間向下延伸設置有一縱長形的氣體導流條；每一該縱長形的氣體導流條內部設置有一縱長形的冷卻管道，每一該縱長形的氣體導流條的下表面設有具一定弧度的弧形或設為尖錐形；以及 每一該縱長形第一氣體擴散槽上還進一步連接設置有與該第一氣體擴散區域相連通的至少一第一氣體輸送管。
2. 如申請專利範圍第1項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形第一氣體出氣通道與每一該縱長形第二氣體出氣通道相互平行排列，並且相互間隔排列設置。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形第一氣體出氣通道為縱長形的縫隙通道。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形第二氣體出氣通道為縱長形的縫隙通道。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形第一氣體出氣通道包含複數個孔通道，該複數個孔通道整體上構成一縱長形的出氣通道。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形第二氣體出氣通道包含複數個孔通道，該複數個孔通道整體上構成一縱長形的出氣通道。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形的氣體導流條位於每一該縱長形第一氣體出氣通道及每一該縱長形第二氣體出氣通道之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述的反應氣體輸送裝置，其中該縱長形的氣體導流條的下表面為向反應氣體製程處理區域凸出的弧形表面。
9. 如申請專利範圍第7項所述的反應氣體輸送裝置，其中該縱長形的氣體導流條的下表面為向反應氣體製程處理區域凹陷的弧形表面。
10. 如申請專利範圍第9項所述的反應氣體輸送裝置，其中該向製程處理區域凹陷的弧形表面與該縱長形第一氣體出氣通道及該縱長形第二氣體出氣通道的通道側面連接處為弧形。
11. 如申請專利範圍第1項所述的反應氣體輸送裝置，其中每一該縱長形的氣體導流條兩側分別連接縱長形的一子氣體導流條，該縱長形的氣體導流條與縱長形的該子氣體導流條相互平行並相互間隔一距離設置，二者之間形成一子氣體通道，該子氣體通道與該縱長形第一氣體出氣通道或該縱長形第二氣體出氣通道在豎直的截面方向上呈一銳角。
12. 如申請專利範圍第1項所述的反應氣體輸送裝置，其中該縱長形第一氣體出氣通道為寬度小於該縱長形第一氣體擴散槽的槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於該縱長形第一氣體擴散槽的槽寬度的複數個孔通道；該縱長形第二氣體出氣通道為寬度小於該縱長形第二氣體擴散槽的槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於該縱長形第二氣體擴散槽的槽寬度的複數個孔通道。
13. 如申請專利範圍第1項所述的反應氣體輸送裝置，其中該反應氣體輸送裝置至少包含一邊緣區域及一中心區域，位於該邊緣區域內的該縱長形第一氣體出氣通道及該縱長形第二氣體出氣通道的截面豎直長度與位於該中心區域內的該縱長形第一氣體出氣通道及該縱長形第二氣體出氣通道的截面豎直長度不相同或相同。
14. 如申請專利範圍第1項所述的反應氣體輸送裝置，其中該反應氣體輸送裝置至少包含一邊緣區域及一中心區域，該邊緣區域的該縱長形第一氣體擴散槽的槽凹陷深度大於該中心區域的該縱長形第一氣體擴散槽的槽凹陷深度，該邊緣區域的該縱長形第二氣體擴散槽的槽凹陷深度大於該中心區域的該縱長形第二氣體擴散槽的槽凹陷深度。
15. 一種化學氣相沉積或磊晶層成長反應器，包含一反應腔，該反應腔內設置一基板承載架，該基板承載架上方設置一如申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述的反應氣體輸送裝置。
16. 一種製作氣體輸送裝置的方法，該方法包含下列步驟： 提供具有一定厚度的一板材用以製作一氣體輸送板，該板材具有相對平行的上表面及下表面； 在該板材的該上表面沿某一水平方向開鑿製作相互平行且具有一定深度的縱長形第一氣體擴散槽及縱長形第二氣體擴散槽，該縱長形第一氣體擴散槽及該縱長形第二氣體擴散槽交替設置；在該縱長形第一氣體擴散槽的槽底開鑿設置寬度小於該縱長形第一氣體擴散槽的槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於該縱長形第一氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，該縫隙通道或該孔通道構成第一氣體出氣通道，在該縱長形第二氣體擴散槽的槽底開鑿設置寬度小於該縱長形第二氣體擴散槽槽寬度的縱長形的縫隙通道或直徑小於該縱長形第二氣體擴散槽槽寬度的複數個孔通道，該縫隙通道或該孔通道構成第二氣體出氣通道；每一該第一出氣通道及每一該第二氣體出氣通道之間的該板材構成縱長形的氣體導流條； 在每一該氣體導流條內部開鑿設置縱長形的冷卻通道；設置每一該縱長形的氣體導流條的下表面為具有一定弧度的下表面或尖錐形下表面； 在製作完成的該氣體輸送板的上表面緊密固定一密封板，將該密封板上對應每一該縱長形第二氣體擴散槽的區域挖空設置，在該密封板上對應每一該縱長形的第一氣體擴散槽的位置設置至少一輸送管插介面； 在該氣體輸送板上方一定距離設置一隔離板，該隔離板及該氣體輸送板之間形成第二氣體擴散區域，在該隔離板上對應每一該輸送管插介面的位置設置一小孔，每一該小孔及其對應的該輸送管插介面處插入一第一氣體輸送管，該第一氣體輸送管與該小孔及該輸送管插介面連接處密封設置；以及 在該隔離板上方一定距離設置一頂板，該頂板與該隔離板之間形成第一氣體擴散區域。
17. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中在製作該氣體輸送板時，設置該氣體輸送板靠近邊緣區域的該縱長形第一氣體擴散槽及該縱長形第二氣體擴散槽的槽深度大於靠近中心區域的該縱長形第一氣體擴散槽及該縱長形第二氣體擴散槽的槽深度。
18. 如申請專利範圍第16項所述的方法，其中製作該氣體輸送板下表面時，設置該縱長形的氣體導流條的該下表面為向下凸起的弧形表面或向上凹進的弧形表面。