專利名稱：氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔的加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及金屬有機物化學(xué)氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔，特別是一種氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔的加熱裝置。
背景技術(shù)：
金屬有機物化學(xué)氣相沉積(M0CVD)技術(shù)集精密機械、半導(dǎo)體材料、真空電子、流體力學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、計算機多學(xué)科為一體，金屬有機物化學(xué)氣相沉積設(shè)備是一種自動化程度高、價格昂貴、技術(shù)集成度高的高端半導(dǎo)體材料、光電子專用設(shè)備。工作溫度在1000攝氏度左右，生長速度約每小時幾百納米，位錯密度在1070^以下。M0CVD是一種非平衡生長技術(shù)，其工作機理是通過源氣體傳輸，使得III族垸基化合物(TMGa、TMIn、 TMA1、 二茂鎂等)與V族氫化物(AsH,、 PH,、圖.,等)在反應(yīng)腔內(nèi)的襯底上進行熱裂解反應(yīng)。就外延材料的生長速率比較適中，可較精確地控制膜厚。它的組分和生長速率均由各種不同成分的氣流和精確控制的源流量決定的。MOCVD作為化合物半導(dǎo)體
材料外延生長的理想方法，具有質(zhì)量高、穩(wěn)定性好、重復(fù)性好、工藝靈活、能規(guī)模化量產(chǎn)等特點，已經(jīng)成為業(yè)界生產(chǎn)半導(dǎo)體光電器件和微波器件的關(guān)鍵核心設(shè)備，具有廣
闊的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)化價值。
反應(yīng)腔體是整個MOCVD設(shè)備核心的部分，決定了整個設(shè)備的性能。而腔體加熱系統(tǒng)是影響沉積性能的重要因素，其加熱的均勻性以及加熱器的升溫與降溫速度直接影響著外延沉積的均勻性和生長界面的陡峭性。
由上述的背景技術(shù)可知，尋找一種加熱均勻，并且能夠快速升溫和快速降溫及實現(xiàn)溫度均勻性的MOCVD加熱系統(tǒng)是十分有必要的，因為它直接關(guān)系著外延沉積的質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型是針對已有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔的加熱裝置。氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔由設(shè)置于加熱器系統(tǒng)頂部的氣體A進氣管道(14)、反應(yīng)氣體B進氣管道(15)、設(shè)置于反應(yīng)氣體B進氣管道(15)末端的緩沖腔(18)及噴淋口 (17)、設(shè)置于噴淋口 (17)下的反應(yīng)室(21)、以及基座(20)、石墨舟(19)、加熱器(31)、反應(yīng)廢氣排出管道(23)組成。其特征在于所述加熱器(31)位于基座(20)內(nèi)，基座(20)設(shè)置為固定型或旋轉(zhuǎn)型。加熱器(31)的加熱片(7a、 7b、7c)位于加熱片支撐盤(30)之上，加熱片支撐盤(30)位于基座頂部內(nèi)側(cè)下方，電極盤(22)設(shè)置為地線電極盤(22a)、內(nèi)圈火線電極盤(22b)、中圈火線電極盤(22c)、外圈火線電極盤(22d)四個區(qū)域，加熱片(7a、 7b、 7c)的一端分別經(jīng)地線電極連接柱(8a、 8b、 8c)、地線盤(6a、 6b、 6c)、地線導(dǎo)電支撐柱(2a、 2b、 2c)、夾具
(11)、地線電極盤(22a)與地線引出電極25連接，加熱片(7a、 7b、 7c)的另一端分別經(jīng)火線電極連接柱(9a、 9b、 9c)、火線盤(5a、 5b、 5c)、火線導(dǎo)電支撐柱
(la、 lb、 lc)、夾具(11)、火線電極盤(22b、 22c、 22d)與火線引出電極(26、28、 29)連接，支撐盤(30)、火線盤(5a、 5b、 5c)、地線盤(6a、 6b、 6c)之間經(jīng)連接支撐柱(12)固定連接，夾具(11)固定在地線電極盤(22a)、火線電極盤(22b、22c、 22d)之上，加熱片支撐盤(30)、地線盤(6a、 6b、 6c)、火線盤(5a、 5b、5c)、導(dǎo)電支撐柱(la、 lb、 lc、 2a、 2b、 2c)經(jīng)夾具(II)夾持固定，隔熱盤(3a、3b、 3c)位于火線盤(5a、 5b、 5c)的下方，隔熱盤的層間經(jīng)連接支撐柱(4)固定連接。
本實用新型的優(yōu)點是采用可以調(diào)節(jié)高度的多區(qū)輻射方式加熱，實現(xiàn)快速升降溫、均勻加熱及溫度調(diào)節(jié)，有效提高沉積物質(zhì)的均勻性，從而提高了外延沉積的質(zhì)量。


圖1加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2加熱裝置的俯視圖；圖3加熱裝置的仰視圖。
圖中l(wèi)a內(nèi)圈火線導(dǎo)電支撐柱、lb中圈火線導(dǎo)電支撐柱、lc外圈火線導(dǎo)電支撐柱、2a內(nèi)圈地線導(dǎo)電支撐柱、2b中圈地線導(dǎo)電支撐柱、2c外圈地線導(dǎo)電支撐柱、3a內(nèi)圈隔熱盤、3b中圈隔熱盤、3c外圈隔熱盤、4隔熱板連接支撐柱、5a內(nèi)圈火線盤、5b中圈火線盤、5c外圈火線盤、6a內(nèi)圈地線盤、6b中圈地線盤、6c外圈地線盤、7a內(nèi)圈加熱片、7b中圈加熱片、7c外圈加熱片、8a內(nèi)圈地線電極連接柱、8b中圈地線電極連接柱、8c外圈地線電極連接柱、9a內(nèi)圈火線電極連接柱、9b中圈火線電極連接柱、9c外圈火線電極連接柱、10鎖緊螺母、11夾具、12連接支撐柱、13套筒、14反應(yīng)氣體A進氣管道、15反應(yīng)氣體B進氣管道、16半導(dǎo)體晶片、17噴淋口、 18緩沖腔、19石墨舟、20基座、21反應(yīng)室、22電極盤、22a地線電極盤、22b內(nèi)圈火線電極盤、22c中圈火線電極盤、22d外圈火線電極盤、23反應(yīng)廢氣排出管道、24冷卻氣體
4排氣管道、25地線引出電極、26內(nèi)圈引出火線電極、27冷卻氣體進氣口、 28中圈火線引出電極、29外圈火線引出電極、30加熱片支撐盤、31加熱器。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型的實施例
參見圖1 圖3，氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔由設(shè)置于加熱器系統(tǒng)頂部的氣體A進氣管道14、反應(yīng)氣體B進氣管道15、設(shè)置于反應(yīng)氣體B進氣管道15末端的緩沖腔18及噴淋口 17、設(shè)置于噴淋口 17下的反應(yīng)室21、以及基座20、石墨舟19、加熱器31、反應(yīng)廢氣排出管道23組成。加熱器31位于基座20內(nèi)，基座20設(shè)置為固定型或旋轉(zhuǎn)型。加熱器31內(nèi)的加熱片7a、 7b、 7c位于加熱片支撐盤30之上，加熱片支撐盤30位于基座頂部內(nèi)側(cè)下方，電極盤22設(shè)置為地線電極盤22a、內(nèi)圈火線電極盤22b、中圈火線電極盤22c、外圈火線電極盤22d四個區(qū)域。加熱片7a、 7b、 7c由加熱片支撐盤30支撐，加熱片支撐盤30采用絕緣、高溫時低熱導(dǎo)率、高反射率的材料，如氮化硼或其他陶瓷材料制成，或者由耐高溫材料表面涂高溫隔熱保溫、反射涂料，起到一定的隔熱保溫作用，提高加熱器的效率及升溫速度，加熱片7a、 7b、 7c的一端分別經(jīng)地線電極連接柱8a、 8b、 8c、地線盤6a、 6b、 6c、地線導(dǎo)電支撐柱2a、 2b、 2c、夾具11、地線電極盤22a與地線引出電極25連接，另一端分別經(jīng)火線電極連接柱9a、 9b、 9c、火線盤5a、 5b、 5c、火線導(dǎo)電支撐柱la、 lb、 lc、夾具ll、火線電極盤22b、 22c、22d及火線引出電極26、 28、 29連接，夾具11固定在地線電極盤22a、火線電極盤22b、 22c、 22d上，導(dǎo)電支撐柱la、 lb、 lc、 2a、 2b、 2c經(jīng)夾具11上的鎖緊螺母10夾持固定。夾持長度可調(diào)節(jié)擰松鎖緊螺母10，松開夾具11后，改變夾持長度，再擰緊鎖緊螺母10即可。由夾持長度的改變，加熱片7a、 7b、 7c與與之相對基座20底面的距離隨之改變，且三區(qū)加熱片，即加熱片7a、加熱片7b、加熱片7c與與之相對基座20底面的距離可以分別單獨調(diào)節(jié)。由此可以為加熱器安裝維修提供一種調(diào)節(jié)基座上表面的溫度分布及溫度大小的調(diào)試手段。支撐盤30、火線盤5a、 5b、 5c、地線盤6a、 6b、 6c之間經(jīng)連接支撐柱12固定連接，隔熱盤3a、 3b、 3c位于火線盤5a、 5b、5c的下方，隔熱盤3a、 3b、 3c采用絕緣、高溫時低熱導(dǎo)率、高反射率的材料，如氮化硼或其他陶瓷材料制成，或者由耐高溫材料表面涂高溫隔熱保溫、反射涂料，起到進一步保溫作用。隔熱盤的層間經(jīng)連接支撐柱4固定連接。
加熱器31由基座20包圍，在基座20及反應(yīng)腔21需要降溫時，冷卻氣體由冷卻氣體進氣管道27通入，在冷卻氣體排氣管道24處被抽出，冷卻氣體帶走大量熱量，
5起到快速冷卻降溫的作用。
所述加熱器31中，采用內(nèi)圈加熱片7a、中圈加熱片7b、外圈加熱片7c三區(qū)加熱片對基座20進行福射加熱，從而加熱石墨舟19，進而使半導(dǎo)體晶圓片16受熱，使反應(yīng)氣體A和反應(yīng)氣體B在反應(yīng)室21進行反應(yīng)并在半導(dǎo)體晶圓片16沉積薄膜。通過內(nèi)圈引出火線電極26、中圈火線引出電極28、外圈火線引出電極29改變內(nèi)圈加熱片7a、中圈加熱片7b、外圈加熱片7c的輸入功率改變其溫度，以控制基座20上表面表面溫度分布及大小，保證基座表面溫度的均勻分布。
權(quán)利要求1.一種氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔的加熱裝置，氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔由設(shè)置于加熱器系統(tǒng)頂部的氣體A進氣管道(14)、反應(yīng)氣體B進氣管道(15)、設(shè)置于反應(yīng)氣體B進氣管道(15)末端的緩沖腔(18)及噴淋口(17)、設(shè)置于噴淋口(17)下的反應(yīng)室(21)、以及基座(20)、石墨舟(19)、加熱器(31)、反應(yīng)廢氣排出管道(23)組成，其特征在于所述加熱器(31)位于基座(20)內(nèi)，加熱器(31)的加熱片(7a、7b、7c)位于加熱片支撐盤(30)之上，加熱片支撐盤(30)位于基座頂部內(nèi)側(cè)下方，電極盤(22)設(shè)置為地線電極盤(22a)、內(nèi)圈火線電極盤(22b)、中圈火線電極盤(22c)、外圈火線電極盤(22d)四個區(qū)域，加熱片(7a、7b、7c)的一端分別經(jīng)地線電極連接柱(8a、8b、8c)、地線盤(6a、6b、6c)、地線導(dǎo)電支撐柱(2a、2b、2c)、夾具(11)、地線電極盤(22a)與地線引出電極25連接，加熱片(7a、7b、7c)的另一端分別經(jīng)火線電極連接柱(9a、9b、9c)、火線盤(5a、5b、5c)、火線導(dǎo)電支撐柱(1a、1b、1c)、夾具(11)、火線電極盤(22b、22c、22d)與火線引出電極(26、28、29)連接，支撐盤(30)、火線盤(5a、5b、5c)、地線盤(6a、6b、6c)之間經(jīng)連接支撐柱(12)固定連接，夾具(11)固定在地線電極盤(22a)、火線電極盤(22b、22c、22d)之上，加熱片支撐盤(30)、地線盤(6a、6b、6c)、火線盤(5a、5b、5c)、導(dǎo)電支撐柱(1a、1b、1c、2a、2b、2c)經(jīng)夾具(11)夾持固定，隔熱盤(3a、3b、3c)位于火線盤(5a、5b、5c)的下方，隔熱盤的層間經(jīng)連接支撐柱(4)固定連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔的加熱裝置，其特征在于所述基座(20) 設(shè)置為固定型或旋轉(zhuǎn)型。
專利摘要一種氣相沉積設(shè)備反應(yīng)腔的加熱裝置，包括氣體A、氣體B進氣管道、緩沖腔、噴淋口、反應(yīng)室、基座、石墨舟、加熱器、排氣管道，其特征在于所述加熱器內(nèi)的加熱片位于加熱片支撐盤上，其一端分別經(jīng)地線電極連接柱、地線盤、地線導(dǎo)電支撐柱、夾具、地線電極盤與地線引出電極連接，另一端分別經(jīng)火線電極連接柱、火線盤、火線導(dǎo)電支撐柱、夾具、火線電極盤、火線引出電極連接，加熱片支撐盤、地線盤、火線盤、導(dǎo)電支撐柱經(jīng)夾具夾持固定。本實用新型的優(yōu)點是采用可以調(diào)節(jié)高度的多區(qū)輻射方式加熱，實現(xiàn)快速升降溫、均勻加熱及溫度調(diào)節(jié)，有效提高沉積物質(zhì)的均勻性，從而提高了外延沉積的質(zhì)量。
文檔編號C23C16/18GK201406469SQ20092007025
公開日2010年2月17日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者勝 劉, 亮 王, 甘志銀, 胡少林, 陳倩翌 申請人:廣東昭信半導(dǎo)體裝備制造有限公司