本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種化學(xué)氣相沉積裝置。

背景技術(shù)：

金屬有機(jī)化合物氣相沉積（MOCVD）技術(shù)能在納米尺度上精確控制外延層的厚度、組分、摻雜及異質(zhì)結(jié)界面，已經(jīng)成為生長(zhǎng)高質(zhì)量化合物半導(dǎo)體薄膜材料和器件的重要技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體激光器、高亮度發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，尤其在氮化鎵基發(fā)光二極管和激光器等領(lǐng)域獲得巨大的產(chǎn)業(yè)化成功。

目前，主流的MOCVD設(shè)備根據(jù)氣流通道設(shè)計(jì)可分為垂直式和水平式反應(yīng)腔。垂直式反應(yīng)腔以Emcore（被Veeco收購(gòu)）的高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)式反應(yīng)腔（RDR）以及Thomas Swan（被Aixtron收購(gòu)）的緊近耦合噴淋（CCS）反應(yīng)腔為代表。高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)式反應(yīng)腔（RDR）將反應(yīng)氣體從反應(yīng)腔頂部的氣體注射盤(pán)注入，利用基座高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的泵效應(yīng)，抑制了由于噴口和基座距離大而容易引起的熱對(duì)流，形成穩(wěn)定的活塞流，保證了反應(yīng)氣體均勻地輸運(yùn)到基座表面，最終尾氣從反應(yīng)腔下部排出。高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)式反應(yīng)腔（RDR）的特點(diǎn)是反應(yīng)腔內(nèi)壁沉積少，設(shè)備利用率高，但是氣體用量大。而緊耦合噴淋式（CCS）反應(yīng)腔則是將反應(yīng)氣體通過(guò)噴淋頭的噴孔注入反應(yīng)腔，由于噴淋頭與襯底之間的距離很小，有利于抑制熱對(duì)流獲得穩(wěn)定的層流，反應(yīng)氣體能迅速到達(dá)基座表面。緊耦合噴淋式（CCS）反應(yīng)腔的特點(diǎn)是氣體用量小，原材料利用率高，但是反應(yīng)腔內(nèi)壁沉積嚴(yán)重，清潔次數(shù)多。水平式反應(yīng)腔設(shè)計(jì)主要以Aixtron公司的行星式反應(yīng)腔為代表。反應(yīng)氣體從中央噴口進(jìn)入反應(yīng)腔，沿著襯底呈輻射狀向外緣水平流動(dòng)。利用襯底的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)技術(shù)克服了反應(yīng)物沿程損耗、側(cè)壁效應(yīng)以及熱對(duì)流，從而在襯底表面上可獲得均勻的生長(zhǎng)速度。行星式反應(yīng)腔的特點(diǎn)是低速旋轉(zhuǎn)，氣體用量小，原材料利用率高，但是反應(yīng)腔的天棚有沉積的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)設(shè)備復(fù)雜，生長(zhǎng)過(guò)程較難控制，因此設(shè)備維護(hù)和生長(zhǎng)成本高。

對(duì)于上述主流的MOCVD設(shè)備設(shè)計(jì)，除了要求反應(yīng)腔內(nèi)氣體無(wú)渦流的層流流動(dòng)以及良好的外延生長(zhǎng)均勻性這些基本要求之外，降低外延生產(chǎn)成本也是設(shè)計(jì)反應(yīng)室重要的考慮因素。通過(guò)分析成本分析模型，總結(jié)出生產(chǎn)型MOCVD設(shè)備的幾點(diǎn)要求：1.提高反應(yīng)腔容量和設(shè)備利用率（減少清洗維護(hù)時(shí)間等）來(lái)提高生產(chǎn)量；2. 提高外延生長(zhǎng)均勻性和可重復(fù)性來(lái)提高成品率；3. 降低氣體用量，提高原材料的利用率來(lái)降低運(yùn)行成本?？梢?jiàn)，上述主流的MOCVD設(shè)備各有優(yōu)缺點(diǎn)，并不能同時(shí)滿(mǎn)足以上的要求，在提高金屬有機(jī)氣體利用率和減少反應(yīng)腔側(cè)壁沉積等方面都有較大的改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)氣相沉積裝置，該化學(xué)氣相沉積裝置可大幅提升金屬有機(jī)氣體的利用率，基本消除反應(yīng)腔側(cè)壁的反應(yīng)物沉積，同時(shí)獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種化學(xué)氣相沉積裝置，包括：反應(yīng)腔和位于反應(yīng)腔頂部的噴淋頭，噴淋頭包括一個(gè)由頂板、外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁和底板組成的空心圓柱體，在頂板的內(nèi)部設(shè)有一個(gè)上進(jìn)氣腔，空心圓柱體的內(nèi)部被中層板分成兩個(gè)獨(dú)立且互相密封的部分，從上到下依次為下進(jìn)氣腔和冷卻腔，在頂板與底板之間設(shè)有與上進(jìn)氣腔和反應(yīng)腔連通的上進(jìn)氣導(dǎo)管，在中層板與底板之間設(shè)有與下進(jìn)氣腔和反應(yīng)腔連通的下進(jìn)氣導(dǎo)管，在頂板的中心設(shè)有尾氣導(dǎo)管，尾氣導(dǎo)管的上端開(kāi)口于頂板外，尾氣導(dǎo)管的下端向下依次穿過(guò)頂板、中層板、底板后與反應(yīng)腔相連通，特征是：在反應(yīng)腔的側(cè)壁內(nèi)部設(shè)有進(jìn)氣腔，穿過(guò)側(cè)壁設(shè)有與側(cè)壁進(jìn)氣腔和反應(yīng)腔連通的側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管，反應(yīng)氣體經(jīng)側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管從外側(cè)向中心噴入反應(yīng)腔中，下進(jìn)氣腔被兩個(gè)豎直的隔離壁分成三個(gè)部分，沿徑向從中心向外側(cè)依次為內(nèi)下進(jìn)氣腔、中下進(jìn)氣腔和外下進(jìn)氣腔，上進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管的直徑小于中下進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管的直徑，且上進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管設(shè)置在中下進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管中，上進(jìn)氣腔、內(nèi)下進(jìn)氣腔、中下進(jìn)氣腔、外下進(jìn)氣腔的反應(yīng)氣體經(jīng)各自的進(jìn)氣導(dǎo)管從上向下噴入反應(yīng)腔中，反應(yīng)腔中的尾氣經(jīng)尾氣導(dǎo)管從下向上抽出，反應(yīng)腔內(nèi)的氣體沿徑向從外側(cè)向中心流動(dòng)。

反應(yīng)腔的側(cè)壁進(jìn)氣腔包括上側(cè)壁進(jìn)氣腔和下側(cè)壁進(jìn)氣腔，其中：上側(cè)壁進(jìn)氣腔位于基座外側(cè)上方，上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管分布在噴淋頭和基座之間的側(cè)壁上，而下側(cè)壁進(jìn)氣腔位于基座外側(cè)下方，下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管分布在基座下方的側(cè)壁上，上側(cè)壁進(jìn)氣腔和下側(cè)壁進(jìn)氣腔用于輸運(yùn)第二反應(yīng)氣體或者第三反應(yīng)氣體。

上進(jìn)氣腔和中下進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管均為規(guī)則單圈排列，上進(jìn)氣腔用于輸運(yùn)第一反應(yīng)氣體，中下進(jìn)氣腔用于輸運(yùn)第二反應(yīng)氣體，內(nèi)下進(jìn)氣腔和外下進(jìn)氣腔用于輸運(yùn)第二反應(yīng)氣體或者第三反應(yīng)氣體。

所述第一反應(yīng)氣體為金屬有機(jī)氣體，或者金屬有機(jī)氣體和載氣的混合氣體；所述第二反應(yīng)氣體為氫化物氣體，或者氫化物氣體和載氣的混合氣體；所述第三反應(yīng)氣體為載氣，包括氮?dú)?、氫氣和惰性氣體中的一種或多種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)：

1、本發(fā)明中反應(yīng)腔的側(cè)壁設(shè)有上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管和下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管，通過(guò)上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管輸運(yùn)氫化物或者載氣氣體，起到吹掃作用，可基本消除反應(yīng)腔上側(cè)壁的反應(yīng)物沉積；通過(guò)下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管輸運(yùn)氫化物或者載氣氣體，氣體經(jīng)基座外側(cè)從下向上吹，以阻止上方下來(lái)含有金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體的混合氣體向基座下方的腔體流動(dòng)，防止反應(yīng)腔下側(cè)壁的反應(yīng)物沉積以及保護(hù)反應(yīng)腔下方的配件不受反應(yīng)物的污染，增加配件的使用壽命，減少設(shè)備維護(hù)成本；

2、本發(fā)明中噴淋頭的上進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管設(shè)置在中下進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管中，且上進(jìn)氣腔和中下進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管均為規(guī)則單圈排列，金屬有機(jī)氣體經(jīng)上進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管?chē)姵龆鴼浠餁怏w經(jīng)中下進(jìn)氣腔的進(jìn)氣導(dǎo)管?chē)姵?，氫化物氣體環(huán)繞金屬有機(jī)氣體向下輸運(yùn)，減少金屬有機(jī)氣體在輸運(yùn)過(guò)程中水平方向的擴(kuò)散，指向性好，可大幅提高金屬有機(jī)氣體的利用率；而且單圈排列結(jié)構(gòu)可獲得足夠快的流速，保證金屬有機(jī)氣體達(dá)到基座表面的輸運(yùn)能力；

3、本發(fā)明中尾氣導(dǎo)管設(shè)置在噴淋頭頂板的中心位置，反應(yīng)氣體經(jīng)噴淋頭的進(jìn)氣導(dǎo)管從上向下噴入反應(yīng)腔中，經(jīng)反應(yīng)腔側(cè)壁的進(jìn)氣導(dǎo)管從外側(cè)向中心噴入反應(yīng)腔中，最終經(jīng)噴淋頭中心的尾氣導(dǎo)管從下向上抽出，反應(yīng)腔內(nèi)的氣體沿徑向從外側(cè)向中心流動(dòng)。該獨(dú)特的氣體流動(dòng)方式可大幅減少反應(yīng)物沿程損耗的不利影響，有利于獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性；而且尾氣導(dǎo)管尾氣管采用密封圈密封的可拆卸結(jié)構(gòu)，尾氣導(dǎo)管可延伸至反應(yīng)腔的內(nèi)部，通過(guò)調(diào)節(jié)尾氣導(dǎo)管下端面與底板之間的距離，可以起到調(diào)節(jié)反應(yīng)腔內(nèi)氣體流動(dòng)的重要作用；

4、本發(fā)明中噴淋頭的四個(gè)進(jìn)氣腔和兩個(gè)側(cè)壁進(jìn)氣腔分別設(shè)置有相應(yīng)的進(jìn)氣口，可以獨(dú)立控制反應(yīng)氣體流量和氣體種類(lèi)，而且可以根據(jù)輸運(yùn)反應(yīng)氣體的種類(lèi)，來(lái)設(shè)計(jì)進(jìn)氣導(dǎo)管的管徑大小、形狀和管間距，因此可獲得較大的外延生長(zhǎng)均勻性的工藝窗口。

附圖說(shuō)明

圖1 是本發(fā)明所述化學(xué)氣相沉積裝置在實(shí)施例1中的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 是本發(fā)明所述化學(xué)氣相沉積裝置的噴淋頭在實(shí)施例1中的A-A向俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例并對(duì)照附圖1對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種化學(xué)氣相沉積裝置，包括：反應(yīng)腔800和位于反應(yīng)腔800頂部的噴淋頭100。

噴淋頭100包括一個(gè)由頂板110、外側(cè)壁120、內(nèi)側(cè)壁130和底板140組成的空心圓柱體，在頂板110內(nèi)部設(shè)有一個(gè)上進(jìn)氣腔301，空心圓柱體的內(nèi)部被中層板150分成兩個(gè)獨(dú)立且互相密封的部分，從上到下依次為下進(jìn)氣腔302和冷卻腔303，其中下進(jìn)氣腔302被兩個(gè)豎直的圓形隔離壁201和202分成三個(gè)部分，沿徑向從中心向外側(cè)依次為內(nèi)下進(jìn)氣腔304、中下進(jìn)氣腔305和外下進(jìn)氣腔306。在頂板110上分別設(shè)置了上進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣口501、內(nèi)下進(jìn)氣腔304的進(jìn)氣口504、中下進(jìn)氣腔305的進(jìn)氣口505，在外側(cè)壁120上分別設(shè)置了外下進(jìn)氣腔306的進(jìn)氣口506、冷卻腔303的進(jìn)口502和出口503。

在頂板110與底板140之間設(shè)有與上進(jìn)氣腔301和反應(yīng)腔800連通的進(jìn)氣導(dǎo)管401，在中層板150與底板140之間設(shè)有與內(nèi)下進(jìn)氣腔304和反應(yīng)腔800連通的進(jìn)氣導(dǎo)管404，與中下進(jìn)氣腔305和反應(yīng)腔800連通的進(jìn)氣導(dǎo)管405，與外下進(jìn)氣腔306和反應(yīng)腔800連通的進(jìn)氣導(dǎo)管406。上進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣導(dǎo)管401的直徑小于中下進(jìn)氣腔305的進(jìn)氣導(dǎo)管405的直徑，且上進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣導(dǎo)管401設(shè)置在中下進(jìn)氣腔305的進(jìn)氣導(dǎo)管405中。進(jìn)氣導(dǎo)管401、404、405、406分別將上進(jìn)氣腔301、內(nèi)下進(jìn)氣腔304、中下進(jìn)氣腔305、外下進(jìn)氣腔306的反應(yīng)氣體從上向下噴入反應(yīng)腔800中。

在反應(yīng)腔800的側(cè)壁810內(nèi)部設(shè)有上側(cè)壁進(jìn)氣腔307和下側(cè)壁進(jìn)氣腔308，其中上側(cè)壁進(jìn)氣腔307位于基座830外側(cè)上方，而下側(cè)壁進(jìn)氣腔308位于基座830外側(cè)下方，上側(cè)壁進(jìn)氣腔307和下側(cè)壁進(jìn)氣腔308分別設(shè)置了相應(yīng)的進(jìn)氣口507和508，上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管407分布在噴淋頭100和基座830之間的側(cè)壁810上，下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管408分布在基座830下方的側(cè)壁810上，上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管407和下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管408分別將上側(cè)壁進(jìn)氣腔307和下側(cè)壁進(jìn)氣腔308的反應(yīng)氣體從外側(cè)向中心噴入反應(yīng)腔800。側(cè)壁810的內(nèi)部設(shè)有側(cè)壁冷卻腔820，用于控制上側(cè)壁進(jìn)氣腔307和下側(cè)壁進(jìn)氣腔308在適宜的溫度，將多余的熱量傳導(dǎo)出去。

尾氣導(dǎo)管600采用密封圈密封的可拆卸結(jié)構(gòu)設(shè)置在噴淋頭100的頂板110的中心，尾氣導(dǎo)管600與噴淋頭100的內(nèi)側(cè)壁130相鄰，尾氣導(dǎo)管600由雙層不銹鋼鋼管焊接而成，中間有尾氣導(dǎo)管冷卻腔620，尾氣導(dǎo)管600的上端開(kāi)口于噴淋頭100外，尾氣導(dǎo)管600的下端向下依次穿過(guò)頂板110、中層板150、底板140后與反應(yīng)腔800相連通，將反應(yīng)腔800中的尾氣從下向上抽出。

在噴淋頭100的頂板110上設(shè)有光學(xué)觀察窗口700用于監(jiān)測(cè)外延生長(zhǎng)。

反應(yīng)腔800包括側(cè)壁810和反應(yīng)腔底板870，內(nèi)部設(shè)有石墨基座830，石墨基座830設(shè)置在旋轉(zhuǎn)支撐石英850上，旋轉(zhuǎn)支撐石英850和旋轉(zhuǎn)底座860相連，石墨基座830在旋轉(zhuǎn)支撐石英850和旋轉(zhuǎn)底座860的帶動(dòng)下繞中心軸旋轉(zhuǎn)。在石墨基座830的上面設(shè)有用于放置晶片的晶片區(qū)，在石墨基座830的下方設(shè)有電爐鎢絲840，通過(guò)鎢絲840的加熱可以使石墨基座830上的晶片溫度達(dá)到合適的生長(zhǎng)晶體的溫度。在鎢絲840的下方設(shè)有吹掃氣體進(jìn)氣導(dǎo)管409用于輸運(yùn)載氣進(jìn)行吹掃以保護(hù)電爐鎢絲840。

如圖2所示，進(jìn)氣導(dǎo)管401、404、405和406分別在上進(jìn)氣腔301、內(nèi)下進(jìn)氣腔304、中下進(jìn)氣腔305、外下進(jìn)氣腔306內(nèi)均勻分布，呈規(guī)則單圈或多圈同心圓排列，保證所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管401進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同，保證所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管404進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同，保證所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管405進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同，保證所有通過(guò)進(jìn)氣導(dǎo)管406進(jìn)入反應(yīng)腔800的氣體流速相同。

本實(shí)施例中，上進(jìn)氣腔301輸運(yùn)第一反應(yīng)氣體，內(nèi)下進(jìn)氣腔304輸運(yùn)第三反應(yīng)氣體、中下進(jìn)氣腔305輸運(yùn)第二反應(yīng)氣體、外下進(jìn)氣腔306輸運(yùn)第二反應(yīng)氣體、上側(cè)壁進(jìn)氣腔307輸運(yùn)第三反應(yīng)氣體、下側(cè)壁進(jìn)氣腔308輸運(yùn)第三反應(yīng)氣體。所述第一氣體為金屬有機(jī)氣體，或者金屬有機(jī)氣體和載氣的混合氣體；所述第二氣體為氫化物氣體，或者氫化物氣體和載氣的混合氣體；所述第三氣體為載氣，包括氮?dú)?、氫氣和惰性氣體中的一種或多種。

輸運(yùn)金屬有機(jī)氣體的上進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣導(dǎo)管401設(shè)置在輸運(yùn)氫化物氣體的中下進(jìn)氣腔305的進(jìn)氣導(dǎo)管405中，該結(jié)構(gòu)使得氫化物氣體環(huán)繞金屬有機(jī)氣體向下輸運(yùn)，減少金屬有機(jī)氣體在輸運(yùn)過(guò)程中水平方向的擴(kuò)散，可大幅提高金屬有機(jī)氣體的利用率。而且單圈排列結(jié)構(gòu)可獲得足夠快的流速，保證金屬有機(jī)氣體達(dá)到基座830表面的輸運(yùn)能力，以能覆蓋基座830的外緣為佳。

氫化物氣體經(jīng)過(guò)外下進(jìn)氣腔306接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管406噴出，一方面帶動(dòng)其內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體以水平流形式向中心流動(dòng)，同時(shí)也阻止了內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體向反應(yīng)腔800的側(cè)壁810擴(kuò)散，防止側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積。

載氣經(jīng)內(nèi)下進(jìn)氣腔304接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管404噴出，將混合而成的金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體向下壓制，即可阻止金屬有機(jī)氣體向上方的噴淋頭100以及尾氣導(dǎo)管600的管壁610擴(kuò)散，減少上述區(qū)域反應(yīng)物的沉積，更重要的作用是可以增加金屬有機(jī)氣體向基座830上的沉積效率，提高金屬有機(jī)氣體利用率，還可通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)該區(qū)域外延時(shí)的生長(zhǎng)速度。

反應(yīng)氣體在經(jīng)噴淋頭100從上到下輸運(yùn)到基座830的同時(shí)，在反應(yīng)腔800的側(cè)壁810上設(shè)有上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管407和下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管408，通過(guò)上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管407輸運(yùn)載氣，起到吹掃作用，可基本消除反應(yīng)腔800的側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積；通過(guò)下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管408輸運(yùn)載氣，氣流經(jīng)石墨830外側(cè)從下向上吹，以阻止上方下來(lái)含有金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體的混合氣體向基座830下方的腔體流動(dòng)，防止反應(yīng)腔800的側(cè)壁810下腔體部分的反應(yīng)物沉積以及保護(hù)反應(yīng)腔800下方的加熱器840等配件不受反應(yīng)物的污染，增加配件的使用壽命，減少設(shè)備維護(hù)成本。

本實(shí)例中，噴淋頭100是在頂板110的中心位置設(shè)置了尾氣導(dǎo)管600，反應(yīng)氣體經(jīng)噴淋頭100中心的尾氣導(dǎo)管600從下向上抽出，反應(yīng)腔800內(nèi)的氣體沿徑向從外側(cè)向中心流動(dòng)。該獨(dú)特的氣體流動(dòng)方式可大幅減少反應(yīng)物沿程損耗的不利影響，有利于獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性。

本實(shí)施例中的尾氣導(dǎo)管600延伸至反應(yīng)腔800的內(nèi)部。底板140與反應(yīng)腔800內(nèi)的基座830之間的距離為70mm，而尾氣導(dǎo)管600的下端面與底板140之間的距離為35mm。通過(guò)調(diào)節(jié)（由于尾氣導(dǎo)管是密封圈密封的可拆卸結(jié)構(gòu)，在開(kāi)爐的時(shí)候可以拆卸更換，同時(shí)可以調(diào)節(jié)該距離）尾氣導(dǎo)管600的下端面與底板140之間的距離，可以起到調(diào)節(jié)反應(yīng)腔800內(nèi)氣體流動(dòng)的重要作用。

本實(shí)施例氣體輸運(yùn)的特點(diǎn)為：（1）輸運(yùn)金屬有機(jī)氣體的上進(jìn)氣腔301的進(jìn)氣導(dǎo)管401設(shè)置在輸運(yùn)氫化物氣體的中下進(jìn)氣腔305的進(jìn)氣導(dǎo)管405中，氫化物氣體環(huán)繞金屬有機(jī)氣體向下輸運(yùn)，減少金屬有機(jī)氣體在輸運(yùn)過(guò)程中水平方向的擴(kuò)散，可大幅提高金屬有機(jī)氣體的利用率。（2）氫化物氣體經(jīng)過(guò)外下進(jìn)氣腔306接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管406噴出，一方面帶動(dòng)其內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體以水平流形式向中心流動(dòng)，同時(shí)也阻止了內(nèi)側(cè)的金屬有機(jī)氣體向反應(yīng)腔800的側(cè)壁810擴(kuò)散，防止側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積。（3）載氣經(jīng)內(nèi)下進(jìn)氣腔304接收并從進(jìn)氣導(dǎo)管404噴出，將混合而成的金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體向下壓制，防止在噴淋頭100中心區(qū)域形成湍流，提高反應(yīng)腔800的氣體流動(dòng)的穩(wěn)定性，同時(shí)阻止金屬有機(jī)氣體向上方的噴淋頭100以及尾氣導(dǎo)管600的管壁610擴(kuò)散，減少反應(yīng)物的沉積，而且可以增加金屬有機(jī)氣體向基座830上的沉積效率，通過(guò)流量控制來(lái)調(diào)節(jié)該區(qū)域外延時(shí)的生長(zhǎng)速度。（4）反應(yīng)氣體在經(jīng)噴淋頭100從上到下輸運(yùn)到基座830的同時(shí)，在反應(yīng)腔800的側(cè)壁810上設(shè)有上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管407和下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管408，通過(guò)上側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管407輸運(yùn)載氣，起到吹掃作用，可基本消除反應(yīng)腔800的側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積；通過(guò)下側(cè)壁進(jìn)氣導(dǎo)管408輸運(yùn)載氣，氣流經(jīng)基座830外側(cè)從下向上吹，以阻止上方下來(lái)含有金屬有機(jī)氣體和氫化物氣體的混合氣體向基座830下方的腔體流動(dòng)，防止反應(yīng)腔800的側(cè)壁810下腔體部分的反應(yīng)物沉積以及保護(hù)反應(yīng)腔800下方的電爐鎢絲840等配件不受反應(yīng)物的污染。（5）反應(yīng)氣體最終從位于噴淋頭100中心的尾氣管600從下向上被抽出，因此反應(yīng)腔800內(nèi)氣體徑向方向是從外側(cè)向中心流動(dòng)，減少了反應(yīng)物沿程損耗的不利影響，有利于獲得良好的外延生長(zhǎng)均勻性。

可見(jiàn)，噴淋頭100的四個(gè)進(jìn)氣腔301、304、305、306和反應(yīng)腔側(cè)壁810的兩個(gè)進(jìn)氣腔307、308的反應(yīng)氣體各司其職，形成反應(yīng)腔800內(nèi)獨(dú)特的氣流流動(dòng)方式，保證穩(wěn)定的層流流動(dòng)，不僅大幅提升了金屬有機(jī)氣體利用率而且大幅減少反應(yīng)腔800的側(cè)壁810的反應(yīng)物沉積。由于進(jìn)氣腔301、304、305、306、307、308內(nèi)的反應(yīng)氣體可通過(guò)進(jìn)氣口501、504、505、506、507、508單獨(dú)控制氣體流量，因此可獲得較大的外延生長(zhǎng)均勻性的工藝窗口。

雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。