進(jìn)氣管道以及進(jìn)氣裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種進(jìn)氣管道以及包括所述進(jìn)氣管道的進(jìn)氣裝置。所述進(jìn)氣管道具有進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣管道還包括導(dǎo)流件，設(shè)置在所述進(jìn)氣口朝向氣體腔室的一端，所述導(dǎo)流件能夠使得來自氣體腔室的反應(yīng)氣體從第一方向漸變至第二方向并進(jìn)入所述進(jìn)氣口，經(jīng)過氣體管道的出氣口流向所述反應(yīng)區(qū)域。由于導(dǎo)流件的存在，使得反應(yīng)氣體能夠較為緩和的流出出氣口，因此反應(yīng)區(qū)域的氣體場的穩(wěn)定性和均勻性都能夠得到有效的改善，進(jìn)而對襯底膜層的生長有著較大的改善。
【專利說明】進(jìn)氣管道以及進(jìn)氣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種進(jìn)氣管道以及進(jìn)氣裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]化學(xué)氣相沉積例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(M0CVD)工藝的基本生長過程是，將反應(yīng)氣體從氣源引入反應(yīng)腔室，利用以加熱器加熱的襯底引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，從而在基片上生成
單晶或多晶薄膜。
[0003]在現(xiàn)有工藝中，通常是反應(yīng)氣體從氣體源進(jìn)入氣體腔室，然后反應(yīng)氣體經(jīng)過氣體腔室的氣體管道到達(dá)反應(yīng)區(qū)域(反應(yīng)腔室)。具體的，美國專利5871586公開了這樣的裝置，請參考圖1，進(jìn)氣裝置包括氣體腔室1，該氣體腔室1的外側(cè)邊緣與氣體源相連通(未圖示)，來自氣體源的氣體通過氣體腔室1進(jìn)入各個氣體管道2的進(jìn)氣口，并且從各個氣體管道2的出氣口向下方的托盤和襯底(未圖不)噴射。
[0004]由圖1可看出，反應(yīng)氣體自離開氣體源后，沿氣體腔室1的水平方向D1擴(kuò)散，在氣體管道2的進(jìn)氣口處由于壓力差的作用，反應(yīng)氣體流向進(jìn)氣口變?yōu)樨Q直方向D2運(yùn)動，并且通過氣體管道2向下方至出口噴射。
[0005]在上述過程中，反應(yīng)氣體的方向由水平方向D1突然轉(zhuǎn)為豎直方向D2，反應(yīng)氣體的流體阻力較大，那么，在氣體管道2的進(jìn)氣口處氣體的流場不穩(wěn)定，氣體腔室1和氣體管道2中的氣體場的均勻性受到影響，也影響了最終從氣體管道2處噴射出去的氣體場的均勻性和穩(wěn)定性，這對于在進(jìn)氣裝置下方進(jìn)行反應(yīng)的襯底是極為不利的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種進(jìn)氣管道和進(jìn)氣裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中反應(yīng)氣體場不穩(wěn)定的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種進(jìn)氣管道，用于將來自氣體腔室的反應(yīng)氣體輸送至反應(yīng)區(qū)域，所述進(jìn)氣管道具有進(jìn)氣口和出氣口，其中，所述進(jìn)氣管道還包括導(dǎo)流件，設(shè)置在所述進(jìn)氣口朝向氣體腔室的一端，所述導(dǎo)流件能夠使得來自氣體腔室的反應(yīng)氣體從第一方向漸變至第二方向并進(jìn)去所述進(jìn)氣口，經(jīng)過氣體管道的出氣口流向所述反應(yīng)區(qū)域。
[0008]本實(shí)用新型還提供一種進(jìn)氣裝置，用于M0CVD工藝，所述進(jìn)氣裝置包括至少一個氣體腔室，至少一個所述氣體腔室與所述進(jìn)氣管道相連通，所述氣體管道將與該氣體管道相連通的氣體腔室中的反應(yīng)氣體傳送至所述進(jìn)氣裝置下方的反應(yīng)區(qū)域，其中，所述進(jìn)氣管道為如上所述的進(jìn)氣管道。
[0009]本實(shí)用新型提供的進(jìn)氣管道以及進(jìn)氣裝置中，所述進(jìn)氣管道的進(jìn)氣口設(shè)置有導(dǎo)流件，那么，當(dāng)反應(yīng)氣體從第一方向通入氣體腔時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)，由于導(dǎo)流件的存在，能夠減小氣體自氣體腔室到氣體管道的流體阻力，使得氣體流動時(shí)尤其是在流出出氣口是較為緩和，因此反應(yīng)區(qū)域的氣體場的穩(wěn)定性和均勻性都能夠得到有效的改善，進(jìn)而對襯底膜層的生長有著較大的改善。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例的進(jìn)氣管道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面將結(jié)合示意圖對本實(shí)用新型的進(jìn)氣管道以及進(jìn)氣裝置進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實(shí)用新型，而仍然實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實(shí)用新型的限制。
[0014]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠贡緦?shí)用新型由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。
[0015]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本實(shí)用新型。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0016]本實(shí)用新型的核心思想在于，本實(shí)用新型提供一種進(jìn)氣管道，該進(jìn)氣管道具有一導(dǎo)流件，能夠緩和反應(yīng)氣體在不同方向傳送時(shí)由于方向不同而導(dǎo)致不穩(wěn)定的氣流場的狀況，進(jìn)而使得反應(yīng)氣體的流速和均勻性得到有效控制。
[0017]請參考圖2，本實(shí)用新型提供一種進(jìn)氣管道10，例如可以用于MOCVD工藝從氣體腔室向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，所述進(jìn)氣管道10具有進(jìn)氣口 102和出氣口 103，所述進(jìn)氣管道10還包括導(dǎo)流件101，所述導(dǎo)流件101設(shè)置于所述進(jìn)氣口 102朝向氣體腔室的一端，所述導(dǎo)流件101能夠使得反應(yīng)氣體從第一方向漸變至第二方向并進(jìn)入所述進(jìn)氣口 102，經(jīng)過所述出氣口 103流向所述反應(yīng)區(qū)域。具體的，在本實(shí)施例中，所述第一方向?yàn)榉磻?yīng)氣體從氣源進(jìn)入的方向，如圖2的水平方向，即垂直于所述進(jìn)氣管道10長度的方向，所述第二方向?yàn)樗鲞M(jìn)氣口 102和出氣口 103連線的方向，如圖2的豎直方向，即平行于所述進(jìn)氣管道10長度的方向，所述第一方向和第二方向垂直。
[0018]由于一般情況下第一方向和第二方向是垂直的，故當(dāng)反應(yīng)氣體要從第一方向進(jìn)入第二方向時(shí)，阻力會較大，容易引起氣流場的不穩(wěn)定。故在本實(shí)用新型中，所述導(dǎo)流件101包括第一端面1011和第二端面1012，所述第二端面1012與所述進(jìn)氣口 102重疊，所述第一端面1011的尺寸大于所述第二端面1012的尺寸，具體的，以進(jìn)氣管道10為圓筒狀為例，所述導(dǎo)流件101為筒狀，所述第一端面1011和第二端面1012平行并且軸線共線，所述第一端面1011的直徑LI大于所述第二端面1012的直徑L2，例如，所述第一端面1011的直徑LI可以為1-35毫米，所述第二端面1012的直徑L2可以為0.05-30毫米，所述第一端面1011和第二端面1012的間距H可以為0.01-10毫米，從而形成本實(shí)施例中漏斗狀的導(dǎo)流件101。優(yōu)選的，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)所述第一端面1011的直徑L1、所述第二端面1012的直徑L2以及所述第一端面1011和第二端面1012的間距Η的值，以便盡可能使得導(dǎo)流件101具有較大的傾斜度，以便提高氣體場的穩(wěn)定性和出氣時(shí)的均勻性。進(jìn)一步的，所述導(dǎo)流件101的側(cè)壁優(yōu)選為流線型，以減小氣體自氣體腔室到氣體管道的流體阻力。
[0019]基于上述進(jìn)氣管道，本實(shí)用新型提及一種用于M0CVD工藝的進(jìn)氣裝置，所述進(jìn)氣裝置包括至少一個氣體腔室，至少一個所述氣體腔室連接有如上所述的進(jìn)氣管道，所述氣體管道將反應(yīng)氣體傳送至所述進(jìn)氣裝置所在反應(yīng)腔的反應(yīng)區(qū)域。具體的，請參考圖3，在本實(shí)施例中，包括兩個層疊設(shè)置的氣體腔室:自下而上分別是第一氣體腔室11和第二氣體腔室12。在本實(shí)施例中，所述第一氣體腔室11為V族源氣體腔，所述第二氣體腔室12為III族源氣體腔，連接于所述第一氣體腔室11的第一氣體管道111和連接于所述第二氣體腔室12的第二氣體管道121皆為所述的進(jìn)氣管道，具體的，所述第二氣體管道121貫穿所述第一氣體腔室11，優(yōu)選的，為了使得進(jìn)氣裝置的結(jié)構(gòu)簡單，所述第二氣體管道121嵌套于所述第一氣體管道111中。
[0020]進(jìn)一步的，在本實(shí)施例中，在第一氣體腔室11和第二氣體腔室12之間設(shè)置有緩沖腔室13。所述緩沖腔室中可以通入有吹掃氣體，例如氫氣、氮?dú)獾龋梢杂糜诒３诌M(jìn)氣裝置內(nèi)部的整潔，也能夠起到調(diào)整第二氣體腔室12的溫度的作用，所述緩沖腔室13設(shè)置有第三氣體管道131，所述第一氣體管道111、第三氣體管道131和第二氣體管道121依次嵌套。
[0021]由圖3可見，所述第一氣體管道111、第三氣體管道131和第二氣體管道121皆為所述的進(jìn)氣管道，考慮到實(shí)際氣體使用情況，所述第一氣體腔室11中通入的是氨氣，所述第二氣體腔室12中通入的是Μ0氣體，相比而言，氨氣的用量要比Μ0氣體多的多，因此可以只使得所述第一氣體管道111為所述的進(jìn)氣管道，其他腔室可以直接采用圓筒形的氣體管，以降低制作難度。
[0022]可選的，在其他實(shí)施例中，還可以包括冷卻腔室，例如所述冷卻腔室可以位于所述第一氣體腔室11下方，所述冷卻腔室可以是水冷、油冷或者是氣冷冷卻腔，冷卻腔室的位置還可以根據(jù)對反應(yīng)氣體溫度的需要而設(shè)置于所述第二氣體腔室12和緩沖腔室13之間。
[0023]本實(shí)用新型提供的進(jìn)氣管道以及進(jìn)氣裝置中，所述進(jìn)氣管道設(shè)置有導(dǎo)流件，那么，當(dāng)反應(yīng)氣體通入氣體腔時(shí)，相比現(xiàn)有技術(shù)，由于導(dǎo)流件的存在，能夠減小氣體自氣體腔室到氣體管道的流體阻力，使得氣體流動時(shí)尤其是在流出出氣口是較為緩和，因此反應(yīng)區(qū)域的氣體場的穩(wěn)定性和均勻性都能夠得到有效的改善，進(jìn)而對襯底膜層的生長有著較大的改
盡
口 ο
[0024]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種進(jìn)氣管道，用于將來自氣體腔室的反應(yīng)氣體輸送至反應(yīng)區(qū)域，所述進(jìn)氣管道具有進(jìn)氣口和出氣口，其特征在于，所述進(jìn)氣管道還包括導(dǎo)流件，設(shè)置在所述進(jìn)氣口朝向氣體腔室的一端，所述導(dǎo)流件能夠使得來自氣體腔室的反應(yīng)氣體從第一方向漸變至第二方向并進(jìn)入所述進(jìn)氣口，經(jīng)過氣體管道的出氣口流向所述反應(yīng)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣管道，其特征在于，所述第一方向垂直于所述進(jìn)氣管道長度的方向，所述第二方向平行于所述進(jìn)氣管道長度的方向。
3.如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣管道，其特征在于，所述導(dǎo)流件的形狀為筒狀，所述導(dǎo)流件具有平行的第一端面和第二端面，所述第二端面與所述進(jìn)氣口重疊，所述第一端面的直徑大于所述第二端面的直徑，所述反應(yīng)氣體依次流經(jīng)第一端面和第二端面。
4.如權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣管道，其特征在于，所述導(dǎo)流件的形狀為漏斗狀，漏斗的頂部與氣體腔室相連通，漏斗的底部與進(jìn)氣口相連通。
5.如權(quán)利要求3所述的進(jìn)氣管道，其特征在于，所述第一端面的直徑為1-35毫米，所述第二端面的直徑為0.05-30毫米，所述第一端面和第二端面的間距為0.01-10毫米。
6.如權(quán)利要求1所述的進(jìn)氣管道，其特征在于，所述導(dǎo)流件的側(cè)壁為流線型，以減小氣體自氣體腔室到氣體管道的流體阻力。
7.一種進(jìn)氣裝置，用于MOCVD工藝，所述進(jìn)氣裝置包括至少一個氣體腔室，至少一個所述氣體腔室與所述進(jìn)氣管道相連通，所述氣體管道將與該氣體管道相連通的氣體腔室中的反應(yīng)氣體傳送至所述進(jìn)氣裝置下方的反應(yīng)區(qū)域，其特征在于，所述進(jìn)氣管道為如權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的進(jìn)氣管道。
8.如權(quán)利要求7所述的進(jìn)氣裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣裝置包括自下而上層疊設(shè)置的第一氣體腔室和第二氣體腔室，所述第二氣體腔室與所述進(jìn)氣管道相連通，所述進(jìn)氣管道貫穿所述第一氣體腔室。
9.如權(quán)利要求8所述的進(jìn)氣裝置，其特征在于，所述第一氣體腔室和第二氣體腔室之間設(shè)置有緩沖腔室，所述進(jìn)氣管道還貫穿所述緩沖腔室。
10.如權(quán)利要求8所述的進(jìn)氣裝置，其特征在于，所述第一氣體腔室為V族源氣體腔，所述第二氣體腔室為III族源氣體腔。
【文檔編號】C23C16/455GK203513793SQ201320504654
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】譚華強(qiáng), 喬徽, 林翔, 蘇育家 申請人:光壘光電科技（上海）有限公司