本发明涉及半导体薄膜沉积技术领域,具体而言,涉及一种mocvd装置的结构改进。
背景技术:
金属有机化学气相沉积,即mocvd(metalorganicchemicalvapordeposition),是制备化合物半导体薄膜的一项关键技术,被广泛地应用在半导体领域和光伏领域。
在mocvd设备中通入ⅲ族有机金属反应物与ⅴ族氢化物,加热使之发生反应,两者的反应产物在被加热的衬底上沉积,可生成需求产品,即ⅲ、ⅴ族化合物薄膜。
mocvd技术通常应用mocvd反应器实现,现有的典型商用mocvd反应器包括垂直喷淋式mocvd反应器和高速旋转式mocvd反应器。其中,垂直喷淋式mocvd反应器的主要工作原理是使用喷淋头将反应气体(ⅲ族有机金属反应物和ⅴ族氢化物的混合气体)进行均匀喷淋,从而使反应气体在被加热衬底上的基片处发生反应,完成化学反应的反应气体在基片上生长出所需求的化合物薄膜;未参加反应的反应气体以及生成物气体作为废气排出mocvd反应器;其中,衡量化合物薄膜产品的一项重要良率指标,便是需要化合物薄膜具有一致的生长厚度均匀性及组分均匀性,这便需要到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持基本相同。
但是,随着商用技术的不断发展,生长厚度和组分均匀的大面积化合物薄膜产品的需求越来越强烈,而为了生产较大面积的化合物薄膜,相应的,承载基片用的衬底的尺寸以及基片的数量均有所增加,这样,对于现有的垂直喷淋式mocvd反应器而言,其结构不合理,反应气体浓度的沿程损耗明显,根本无法保证到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持一致,从而严重影响了在基片上生长的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性,降低了化合物薄膜产品的良率;不仅如此,现有的垂直喷淋式mocvd反应器生产的化合物薄膜的数量有限,存在生产效率低的问题。
技术实现要素:
本发明的主要目的在于提供一种mocvd装置,以解决现有技术中的垂直喷淋式mocvd反应器结构不合理,反应气体浓度的沿程损耗明显,根本无法保证到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持一致,从而严重影响了在基片上生长的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性,降低了化合物薄膜产品的良率;以及现有技术中的垂直喷淋式mocvd反应器存在生产化合物薄膜的生产效率低的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种mocvd装置,包括:壳体;承载组件,承载组件设置在壳体内,承载组件包括支撑托盘和承载单元,承载单元用于承载基片,承载单元为多个,多个承载单元相间隔地分布在支撑托盘上;喷淋组件,喷淋组件设置在壳体内并位于承载组件的上方,喷淋组件包括上支撑盖和喷淋单元,喷淋单元用于喷淋混合反应气,喷淋单元为多个,多个喷淋单元相间隔地设置在上支撑盖上并与多个承载单元一一对应设置;各喷淋单元向与其相对应的一个承载单元喷射混合反应气,以使混合反应气在承载单元承载的基片上反应形成化合物薄膜。
进一步地,喷淋组件和承载组件之间形成反应腔室,mocvd装置还包括多个导流筒,多个导流筒位于反应腔室内,各导流筒的两个筒口分别与一组相对应的喷淋单元和承载单元中的喷淋单元和承载单元相对设置,导流筒用于将与其对应的喷淋单元喷射出的混合反应气向与其对应的承载单元导流。
进一步地,导流筒的第一端与上支撑盖连接,且导流筒的第一端的筒口罩设喷淋单元的喷淋表面,导流筒的第二端延伸至与承载单元相对的位置处,且导流筒的第二端的筒口与支撑托盘之间形成回流间隙,承载单元位于导流筒的第二端的筒口罩设的范围内。
进一步地,喷淋单元的底面形成喷淋表面,上支撑盖的底面的位于多个导流筒之间的部分为主排气表面,主排气表面上形成有多个排气孔口。
进一步地,mocvd装置还包括多个内套筒,各导流筒内设置有一个内套筒,且内套筒的远离上支撑盖的一端的筒口与支撑托盘之间形成回流缝隙,上支撑盖的底面的位于多个导流筒之间的部分为主排气表面,喷淋单元的底面上位于导流筒和内套筒之间的部分形成喷淋表面,喷淋单元的底面上位于内套筒罩设范围内的部分形成辅助排气表面,主排气表面和辅助排气表面均具有多个排气孔口。
进一步地,导流筒和内套筒均为矩形筒或圆筒,且内套筒与导流筒同轴设置,喷淋单元的底面呈与导流筒的截面形状相适配的矩形或圆形,承载单元的承载面为与导流筒的截面形状相适配的矩形或圆形。
进一步地,多个喷淋单元以矩形阵列或圆周阵列的形式分布在上支撑盖上,多个承载单元以与多个喷淋单元的分布形式相同的阵列形式分布在支撑托盘上。
进一步地,上支撑盖内形成排气通道,上支撑盖的上表面形成有排气孔,排气孔口通过排气通道与排气孔连通。
进一步地,壳体的内壁面上形成有保护气喷口结构,保护气喷口结构用于喷射沿壳体的内壁面向上流动的保护气体。
进一步地,多个承载单元均可拆卸地设置在支撑托盘上;多个喷淋单元均可拆卸地设置在上支撑盖上。
应用本发明的技术方案,通过优化mocvd装置的结构,实现模块化分区喷淋,不仅能够确保各喷淋模块的喷淋区域内的混合反应气浓度基本相同,从而保证生长出的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性,提升了化合物薄膜的产品良率;而且多个喷淋模块同时喷淋作业,能够使得mocvd装置一次性生成多个化合物薄膜,大大地提高了化合物薄膜的生产效率。
具体而言,上述的喷淋模块是指将mocvd装置的喷淋组件设置多个喷淋单元,将承载组件设置多个承载组件,多个喷淋单元与多个承载单元一一对应设置,从而一组相对应的喷淋单元和承载单元形成一个喷淋模块,多个喷淋模块相间隔,彼此之间不会发生干扰,且在喷淋作业时,各喷淋单元喷射出浓度相等的混合反应气,这样,每个喷淋单元周围的喷淋单元喷射的混合反应气形成气道屏障,有效地避免了混合反应气受到隔离气、排出气体等气体的的干扰,降低了混合反应气体浓度的沿程损耗,改善了承载组件边缘混合反应气浓度分布不均的现象,从而可靠地保证了到达各承载单元处的混合反应气在空间水平梯度和竖直梯度上的浓度均十分接近,进而有效地确保了混合反应气在承载单元承载的基片上能够充分地、稳定地反应,使得基片上生长成的化合物薄膜均具有一致的厚度均匀性和组分均匀性,提升了化合物薄膜的产品质量;同时利用本申请的mocvd装置实现了一次喷淋作业,便可以生长出多个化合物薄膜,大大地提高了化合物薄膜的生产效率。
综上所述,本申请提供的mocvd装置是一种大尺寸的喷淋式mocvd系统,能够实现高产能、高质量的化学反应,获得高产能、高质量的外延片,即化合物薄膜。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明实施例一的mocvd装置的主视剖视示意图;
图2示出了图1中的mocvd装置的安装有导流筒的喷淋组件的仰视示意图;
图3示出了图1中的mocvd装置的喷淋组件的仰视示意图;
图4示出了图1中的mocvd装置的承载有基片的承载组件的俯视示意图;
图5示出了图1中的mocvd装置的喷淋组件的俯视示意图;
图6示出了图5中的m-m处的剖视示意图;
图7示出了图5中的n-n处的剖视示意图;
图8示出了根据本发明实施例二的mocvd装置的主视剖视示意图;
图9示出了图8中的mocvd装置的安装有导流筒和内套筒的喷淋组件的仰视示意图;
图10示出了图8中的mocvd装置的喷淋组件的仰视示意图;
图11示出了图8中的mocvd装置的承载有基片的承载组件的俯视示意图;
图12示出了图8中的mocvd装置的喷淋组件的俯视示意图;
图13示出了图12中的m1-m1处的剖视示意图;
图14示出了图12中的n1-n1处的剖视示意图;
图15示出了根据本发明实施例三的mocvd装置的主视剖视示意图;
图16示出了图15中的mocvd装置的安装有导流筒的喷淋组件的仰视示意图;
图17示出了图15中的mocvd装置的喷淋组件的仰视示意图;
图18示出了图15中的mocvd装置的承载有基片的承载组件的俯视示意图;
图19示出了图15中的mocvd装置的喷淋组件的俯视示意图;
图20示出了图19中的m2-m2处的剖视示意图;
图21示出了图19中的n2-n2处的剖视示意图;
图22示出了根据本发明实施例四的mocvd装置的主视剖视示意图;
图23示出了图22中的mocvd装置的安装有导流筒和内套筒的喷淋组件的仰视示意图;
图24示出了图22中的mocvd装置的喷淋组件的仰视示意图;
图25示出了图22中的mocvd装置的承载有基片的承载组件的俯视示意图;
图26示出了图22中的mocvd装置的喷淋组件的俯视示意图;
图27示出了图26中的m3-m3处的剖视示意图;
图28示出了图26中的n3-n3处的剖视示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
100、基片;10、壳体;11、反应腔室;12、内壁面;20、承载组件;21、支撑托盘;22、承载单元;30、喷淋组件;31、上支撑盖;311、主排气表面;312、辅助排气表面;313、排气孔口;314、排气通道;315、排气孔;32、喷淋单元;321、喷淋表面;40、导流筒;41、回流间隙;42、回流缝隙;50、内套筒;60、加热单元;70、保护气喷口结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中的垂直喷淋式mocvd反应器结构不合理,反应气体浓度的沿程损耗明显,无法保证到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持一致,从而严重影响了在基片上生长的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性,降低了化合物薄膜产品的良率;以及现有技术中的垂直喷淋式mocvd反应器存在生产化合物薄膜的生产效率低的问题,本发明提供了一种mocvd装置,优选为喷淋式mocvd装置。
需要说明的是,本申请通过优化mocvd装置的结构,实现模块化分区喷淋,不仅能够确保各喷淋模块的喷淋区域内的混合反应气浓度基本相同,从而保证生长出的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性,提升了化合物薄膜的产品良率;而且多个喷淋模块同时喷淋作业,能够使得mocvd装置一次性生成多个化合物薄膜,大大地提高了化合物薄膜的生产效率。也就是说,本申请提供的mocvd装置是一种大尺寸的喷淋式mocvd系统,能够实现高产能、高质量的化学反应,获得高产能、高质量的外延片,即化合物薄膜。
还需要说明的是,本申请中所指的混合反应气可选为ⅲ族有机金属反应物和ⅴ族氢化物的混合气体,ⅲ族有机金属反应物和ⅴ族氢化物发生反应生成的产物ⅲ、ⅴ族化合物薄膜即为本申请中所指的化合物薄膜。
下面给出能够实现上述功能作用的本申请的mocvd装置的几种可选实施例。
实施例一
如图1至图7所示,mocvd装置包括壳体10、承载组件20和喷淋组件30,承载组件20设置在壳体10内,承载组件20包括支撑托盘21和承载单元22,承载单元22用于承载基片100,承载单元22为多个,多个承载单元22相间隔地分布在支撑托盘21上,喷淋组件30设置在壳体10内并位于承载组件20的上方,喷淋组件30包括上支撑盖31和喷淋单元32,喷淋单元32用于喷淋混合反应气,喷淋单元32为多个,多个喷淋单元32相间隔地设置在上支撑盖31上并与多个承载单元22一一对应设置;各喷淋单元32向与其相对应的一个承载单元22喷射混合反应气,以使混合反应气在承载单元22承载的基片100上反应形成化合物薄膜。
具体而言,上述的喷淋模块对应于该实施例是指将mocvd装置的喷淋组件30设置多个喷淋单元32,将承载组件20设置多个承载组件20,多个喷淋单元32与多个承载单元22一一对应设置,从而一组相对应的喷淋单元32和承载单元22形成一个喷淋模块,多个喷淋模块相间隔,彼此之间不会发生干扰,且在喷淋作业时,各喷淋单元32喷射出浓度相等的混合反应气,这样,每个喷淋单元32周围的喷淋单元32喷射的混合反应气形成气道屏障,有效地避免了混合反应气受到隔离气、排出气体等气体的的干扰,降低了混合反应气体浓度的沿程损耗,改善了承载组件20边缘混合反应气浓度分布不均的现象,从而可靠地保证了到达各承载单元22处的混合反应气在空间水平梯度和竖直梯度上的浓度均十分接近,进而有效地确保了混合反应气在承载单元22承载的基片100上能够充分地、稳定地反应,使得基片100上生长成的化合物薄膜均具有一致的厚度均匀性和组分均匀性,提升了化合物薄膜的产品质量;同时利用本申请的mocvd装置实现了一次喷淋作业,便可以生长出多个化合物薄膜,大大地提高了化合物薄膜的生产效率。
需要说明的是,本申请中的承载组件20可移动地设置,其能够被移动输送至壳体10内,以使得mocvd装置实现后期的喷淋作业。
如图1和图2所示,喷淋组件30和承载组件20之间形成反应腔室11,mocvd装置还包括多个导流筒40,多个导流筒40位于反应腔室11内,各导流筒40的两个筒口分别与一组相对应的喷淋单元32和承载单元22中的喷淋单元32和承载单元22相对设置,导流筒40用于将与其对应的喷淋单元32喷射出的混合反应气向与其对应的承载单元22导流。导流筒40的设置,能够对喷淋单元32喷射出的混合反应气进行路径规划和外溢止挡,这样,多个喷淋单元32被分隔在各自独立的空间内,不仅可以使喷淋单元32喷射出的混合反应气全部有效地朝向承载单元22运动,进而与承载单元22上承载的基片100充分接触,提升化学反应效果,从而提高基片100上化合物薄膜的生长速率,而且能够防止因混合反应气在水平方向扩散,而造成的水平方向的浓度梯度不均匀的现象发生,提高了基片100上生长出的化合物薄膜的良率。
如图1至图3所示,导流筒40的第一端与上支撑盖31连接,且导流筒40的第一端的筒口罩设喷淋单元32的喷淋表面321,导流筒40的第二端延伸至与承载单元22相对的位置处,且导流筒40的第二端的筒口与支撑托盘21之间形成回流间隙41,承载单元22位于导流筒40的第二端的筒口罩设的范围内。这样,喷淋单元32喷射出的混合反应气在导流筒40内自上向下运动,当运动到导流筒40的底部后,与承载单元22上承载的基片100接触反应,并在基片100的表面化合物薄膜,化合物薄膜附着在基片100的表面;而未参加反应的反应气体以及生成物气体作为废气通过回流间隙41流出导流筒40,最终排出mocvd装置。
在该实施例中,如图2和图3所示,喷淋单元32的底面形成喷淋表面321,上支撑盖31的底面的位于多个导流筒40之间的部分为主排气表面311,主排气表面311上形成有多个排气孔口313。也就是说,承载单元22上承载的基片100处的未参加反应的反应气体以及生成物气体作为废气通过回流间隙41流出导流筒40后,向上流动,最后能够通过主排气表面311上的多个排气孔口313快速、高效地排出反应腔室11,而避免对壳体10造成腐蚀,从而有效地延长了mocvd装置的使用寿命。还需要补充说明的是,多个排气孔口313以相间隔的形式布满主排气表面311,大大地提升了mocvd装置的排除废气的性能。因此,导流筒40内的气体流动路径与导流筒40外的气体流动路径相反,mocvd装置内的气体流动路径如图1中箭头标示的方向。
如图5至图7所示,上支撑盖31内形成排气通道314,上支撑盖31的上表面形成有排气孔315,排气孔口313通过排气通道314与排气孔315连通。这样,废气在穿过主排气表面311的排气孔口313后,在排气通道314的导流作用下通过排气孔315最终排离mocvd装置,而被集中收集处理。
在本实施例中,如图5所示,上支撑盖31的上表面呈矩形,且上支撑盖31的四个顶角处分别开设有一个排气孔315,即图中的孔a、孔b、孔c和孔d;在上支撑盖31的上表面的中部开设有四个排气孔315,这四个排气孔设置在一个喷淋单元32的四周,即图5中的孔e、孔f、孔g和孔h;上述的排气孔315均用于排除废气;还需要说明的是,在图5中,虚线围成的轮廓为多个喷淋单元32的安装区域。剖析路径线m-m和剖切路径线n-n均包括多条折弯线段。
为了合理地利用反应腔室11的内部空间,需要对多个喷淋单元32和多个承载单元22进行合理布局,以确保提高化合物薄膜的生产效率,可选地,多个喷淋单元32以矩形阵列或圆周阵列的形式分布在上支撑盖31上,多个承载单元22以与多个喷淋单元32的分布形式相同的阵列形式分布在支撑托盘21上。
在本实施例中,如图2至图5所示,多个喷淋单元32以矩形阵列的形式分布在上支撑盖31上,多个承载单元22以与多个喷淋单元32的分布形式相同的阵列形式分布在支撑托盘21上;这样,合理地利用了上支撑盖31的有效安装面积,同时也合理地利用了支撑托盘21的支撑面积,尽可能地构成更多的喷淋模块,以提升化合物薄膜的生产效率。
具体地,如图2至图5所示,喷淋单元32为9个,以3×3的矩形阵列形式间隔安装在上支撑盖31上,相应地,承载单元22为9个,以3×3的矩形阵列形式间隔分布在支撑托盘21上,而且各承载单元22能够承载多个基片100,在本实施例中,基片100的个数为9个,以3×3的矩形阵列形式放置在承载单元22的表面,以确保多个基片100间隔拼接的形状与该实施例中的喷淋单元32的喷淋表面321的形状相适配,以提升基片100上生长的化合物薄膜的良率。
在本实施例中,如图1和图2所示,导流筒40为矩形筒,喷淋单元32的底面,即喷淋表面321呈与导流筒40的截面形状相适配的矩形,承载单元22的承载面为与导流筒40的截面形状相适配的矩形。这样设置是为了对上支撑盖31的下表面和支撑托盘21的上表面充分利用,以达到合理利用反应腔室11的内部空间的效果。
当然,为了便于对导流筒40的加工制造,导流筒40也可以为圆筒,相应地,喷淋单元32的底面,即喷淋表面321呈与导流筒40的截面形状相适配的圆形,承载单元22的承载面为与导流筒40的截面形状相适配的圆形。
如图1所示,为了确保反应气体在适宜的温度下发生反应而提高反应气体的反应速率,进而加快化合物薄膜的生长速率,mocvd装置还包括加热单元60,加热单元60设置在壳体10内并位于承载组件20的下方。
如图1所示,壳体10的内壁面12上形成有保护气喷口结构70,保护气喷口结构70用于喷射沿壳体10的内壁面12向上流动的保护气体。这样,有效地避免了壳体10的内壁面12受到废气的侵蚀,确保了mocvd装置的工作可靠性。
可选地,多个承载单元22均可拆卸地设置在支撑托盘21上;多个喷淋单元32均可拆卸地设置在上支撑盖31上。这样,各喷淋单元32可独立地安装在上支撑盖31上,各承载单元22能够方便地进出反应腔室11,便于对各喷淋单元32和各承载单元22独立维护。
实施例二
如图8至图14所示,该实施例与实施例一的区别在于,mocvd装置还包括多个内套筒50,各导流筒40内设置有一个内套筒50,且内套筒50的远离上支撑盖31的一端的筒口与支撑托盘21之间形成回流缝隙42,上支撑盖31的底面的位于多个导流筒40之间的部分为主排气表面311,喷淋单元32的底面上位于导流筒40和内套筒50之间的部分形成喷淋表面321,喷淋单元32的底面上位于内套筒50罩设范围内的部分形成辅助排气表面312,主排气表面311和辅助排气表面312均具有多个排气孔口313。
还需要说明的是,该实施例中的排气通道314的结构形式与排气孔315开设位置也与实施例一不同,如图12所示,上支撑盖31的上表面呈矩形,且上支撑盖31的四个顶角处分别开设有一个排气孔315,即图中的孔a1、孔b1、孔c1和孔d1;在上支撑盖31的上表面的中部开设有多个排气孔315,其中,四个排气孔设置在多个喷淋单元32中位于上支撑盖31的中部的一个喷淋单元32的四周,即图5中的孔e1、孔f1、孔g1和孔h1,此外,上支撑盖31的上表面的与各喷淋单元32的辅助排气表面312相对应的位置处还开设有一个排气孔315,即孔x1;上述的排气孔315均用于排除废气;还需要说明的是,在图5中,虚线围成的较大轮廓为多个喷淋单元32的安装区域,虚线围成的较小轮廓为内套筒50围成的辅助排气表面312的轮廓线,剖析路径线m1-m1和剖切路径线n1-n1均包括多条折弯线段。
在本实施例中,导流筒40和内套筒50均为矩形筒,且内套筒50与导流筒40同轴设置,喷淋单元32的底面呈与导流筒40的截面形状相适配的矩形,承载单元22的承载面为与导流筒40的截面形状相适配的矩形。这是为了充分利用反应腔室11的内部空间,提升mocvd装置的工作效率。其中,喷淋单元32的底面的一部分表面,即导流筒40和内套筒50之间夹设的表面形成矩形环形的喷淋表面321,而喷淋单元32的底面的另一部分表面作为,辅助排气表面312,呈与内套筒50的截面形状相适配的矩形。
当然,为了便于对导流筒40和内套筒50的加工制造,导流筒40和内套筒50也可以为圆筒,相应地,喷淋单元32的底面中,喷淋表面321呈与导流筒40和内套筒50之间围成部分的截面形状相适配的圆环形,辅助排气表面312为与内套筒50的截面形状相适配的圆形,承载单元22的承载面为与导流筒40的截面形状相适配的圆形。
相应地,如图11所示,多个基片100的设置方式也相应改变,即基片100需要对应于喷淋表面321的形状,在该实施例中,承载单元22的与内套筒50正对的位置处不在放置基片100,即承载单元22上放置的多个基片100呈空心形式排布。
实施例三
如图15至图21所示,该实施例与实施例一的区别在于,多个喷淋单元32在上支撑盖31上的分布形式,以及多个承载单元22在支撑托盘21上的分布形式不同;具体而言,在该实施例中,多个喷淋单元32以圆周阵列的形式分布在上支撑盖31上,多个承载单元22同样以圆周阵列的形式分布在支撑托盘21上。也就是说,在该实施例中,上支撑盖31的下表面的中间位置处不设置喷淋单元32,而作为主排气表面311的一部分,这样,承载组件20中间位置的承载单元22相交其他位置的承载单元22排气的差异性相对较大,去除中间位置的承载单元22后,一方面,减小了其他位置的承载单元22排气的差异性,另一方面能够有效地提升mocvd装置的废气排出效率,避免废气在mocvd装置内滞留时间过长而影响薄膜生长的均匀性,提升了化合物薄膜的产品质量。
如图17所示,多个喷淋单元32绕上支撑盖31的下表面的中间位置处呈圆周阵列分布。相应地,如图18所示,支撑托盘21的上表面的与上支撑盖31的下表面的中间位置相对应的位置处也不在放置承载单元22。还需要说明的是,如图19所示,上支撑盖31的上表面的中间位置处开设有孔y2,以排气孔315。
实施例四
如图22至图28所示,该实施例与实施例二的区别在于,多个喷淋单元32在上支撑盖31上的分布形式,以及多个承载单元22在支撑托盘21上的分布形式不同;具体而言,在该实施例中,多个喷淋单元32以圆周阵列的形式分布在上支撑盖31上,多个承载单元22同样以圆周阵列的形式分布在支撑托盘21上。上支撑盖31的上表面的中间位置处开设有孔z3,以排气孔315。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种mocvd装置,其特征在于,包括:
壳体(10);
承载组件(20),所述承载组件(20)设置在所述壳体(10)内,所述承载组件(20)包括支撑托盘(21)和承载单元(22),所述承载单元(22)用于承载基片(100),所述承载单元(22)为多个,所述多个承载单元(22)相间隔地分布在所述支撑托盘(21)上;
喷淋组件(30),所述喷淋组件(30)设置在所述壳体(10)内并位于所述承载组件(20)的上方,所述喷淋组件(30)包括上支撑盖(31)和喷淋单元(32),所述喷淋单元(32)用于喷淋混合反应气,所述喷淋单元(32)为多个,所述多个喷淋单元(32)相间隔地设置在所述上支撑盖(31)上并与所述多个承载单元(22)一一对应设置;各所述喷淋单元(32)向与其相对应的一个所述承载单元(22)喷射所述混合反应气,以使所述混合反应气在所述承载单元(22)承载的所述基片(100)上反应形成化合物薄膜。
2.根据权利要求1所述的mocvd装置,其特征在于,所述喷淋组件(30)和所述承载组件(20)之间形成反应腔室(11),所述mocvd装置还包括多个导流筒(40),所述多个导流筒(40)位于所述反应腔室(11)内,各所述导流筒(40)的两个筒口分别与一组相对应的所述喷淋单元(32)和所述承载单元(22)中的所述喷淋单元(32)和所述承载单元(22)相对设置,所述导流筒(40)用于将与其对应的所述喷淋单元(32)喷射出的所述混合反应气向与其对应的所述承载单元(22)导流。
3.根据权利要求2所述的mocvd装置,其特征在于,所述导流筒(40)的第一端与所述上支撑盖(31)连接,且所述导流筒(40)的第一端的筒口罩设所述喷淋单元(32)的喷淋表面(321),所述导流筒(40)的第二端延伸至与所述承载单元(22)相对的位置处,且所述导流筒(40)的第二端的筒口与所述支撑托盘(21)之间形成回流间隙(41),所述承载单元(22)位于所述导流筒(40)的第二端的筒口罩设的范围内。
4.根据权利要求2所述的mocvd装置,其特征在于,所述喷淋单元(32)的底面形成喷淋表面(321),所述上支撑盖(31)的底面的位于所述多个导流筒(40)之间的部分为主排气表面(311),所述主排气表面(311)上形成有多个排气孔口(313)。
5.根据权利要求2所述的mocvd装置,其特征在于,所述mocvd装置还包括多个内套筒(50),各所述导流筒(40)内设置有一个所述内套筒(50),且所述内套筒(50)的远离所述上支撑盖(31)的一端的筒口与所述支撑托盘(21)之间形成回流缝隙(42),所述上支撑盖(31)的底面的位于所述多个导流筒(40)之间的部分为主排气表面(311),所述喷淋单元(32)的底面上位于所述导流筒(40)和所述内套筒(50)之间的部分形成喷淋表面(321),所述喷淋单元(32)的底面上位于所述内套筒(50)罩设范围内的部分形成辅助排气表面(312),所述主排气表面(311)和所述辅助排气表面(312)均具有多个排气孔口(313)。
6.根据权利要求5所述的mocvd装置,其特征在于,所述导流筒(40)和所述内套筒(50)均为矩形筒或圆筒,且所述内套筒(50)与所述导流筒(40)同轴设置,所述喷淋单元(32)的底面呈与所述导流筒(40)的截面形状相适配的矩形或圆形,所述承载单元(22)的承载面为与所述导流筒(40)的截面形状相适配的矩形或圆形。
7.根据权利要求4或5所述的mocvd装置,其特征在于,所述多个喷淋单元(32)以矩形阵列或圆周阵列的形式分布在所述上支撑盖(31)上,所述多个承载单元(22)以与所述多个喷淋单元(32)的分布形式相同的阵列形式分布在所述支撑托盘(21)上。
8.根据权利要求4或5所述的mocvd装置,其特征在于,所述上支撑盖(31)内形成排气通道(314),所述上支撑盖(31)的上表面形成有排气孔(315),所述排气孔口(313)通过所述排气通道(314)与所述排气孔(315)连通。
9.根据权利要求1所述的mocvd装置,其特征在于,所述壳体(10)的内壁面(12)上形成有保护气喷口结构(70),所述保护气喷口结构(70)用于喷射沿所述壳体(10)的内壁面(12)向上流动的保护气体。
10.根据权利要求1所述的mocvd装置,其特征在于,所述多个承载单元(22)均可拆卸地设置在所述支撑托盘(21)上;所述多个喷淋单元(32)均可拆卸地设置在所述上支撑盖(31)上。
技术总结