[发明专利]金属有机化学气相沉积设备及其腔室组件

说明书

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别涉及一种金属有机化学气相沉积设备及其腔室组件。

背景技术

MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化学气相沉积)是生长III-V族、II-VI族化合物及合金的薄层单晶的主要技术，它具有对组分层厚界面能够精确控制、较低的维护费用、规模化的工业生产等优点，因此逐步成为砷化镓、磷化铟、氮化镓等光电子材料的主要量产技术。

MOCVD设备一般包括反应腔室、气体输运系统、尾气处理系统、控制系统、基片传输系统等。其中，决定设备良率、产能和运行成本最关键的是反应腔系统。如图1所示，为现有技术的反应腔结构示意图。该反应腔采用中央喷嘴分割水平进气，通过进气孔1100a和1100b分别通入反应气体，并通过排气口1200将反应气体从反应腔中排出。行星托盘1600沿圆周均匀排布在主旋转托盘1500上。在工艺过程中，主旋转托盘1500旋转的同时行星托盘1600在气体浮力推动下慢速转动，从而带动行星托盘1600之上的晶片1400转动。如图2所示，为现有技术中主旋转托盘和行星托盘的示意图。该反应腔通过中央喷嘴分割水平进气有效提升了传统水平式反应腔的有效工艺空间，从而提高了设备产能，同时利用主旋转托盘1500和行星托盘1600的行星式旋转有效提升了均匀性。

然而，一方面，由于用于承载晶片的托盘通常采用石墨表面喷涂SiC涂层加工制成，因此托盘越大喷涂工艺难度越大，从而导致托盘的成本越高；另一方面，托盘尺寸的不断增大也会影响外延工艺的均匀性和稳定性。因此，单纯依靠增大托盘的尺寸来提高产能已经变得越来越难以实现。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种金属有机化学气相沉积设备及其腔室组件。

本发明一方面提出了一种腔室组件，包括：腔室本体，所述腔室本体包括反应腔室，且所述腔室本体还包括用于向所述反应腔室供气的进气通道和用于从所述反应腔室排出气体的排气通道；和设置于所述反应腔室内的第一托盘和第二托盘，且所述第一托盘的晶片承载面与所述第二托盘的晶片承载面相对。

在本发明的一个实施例中，还包括：第一转轴，所述第一转轴与所述第一托盘相连用于旋转所述第一托盘；和第二转轴，所述第二转轴与所述第二托盘相连用于旋转所述第二托盘。

在本发明的一个实施例中，还包括：第一加热部件，所述第一加热部件用于加热所述第一托盘；和第二加热部件，所述第二加热部件用于加热所述第二托盘。

在本发明的一个实施例中，所述第一加热部件和所述第二加热部件为电阻加热元件，其中所述第一加热部件与所述第一托盘的上表面接触，且所述第二加热部件与所述第二托盘的下表面接触。

在本发明的一个实施例中，所述第一加热部件和所述第二加热部件为感应加热线圈，且所述第一加热部件与所述第一托盘的上表面之间以及所述第二加热部件与所述第二托盘的下表面之间分别具有预定间隔，其中，在所述第一加热部件与所述第一托盘的上表面之间以及在所述第二加热部件与所述第二托盘的下表面之间分别设有隔离件。

在本发明的一个实施例中，所述隔离件包括石英或陶瓷。

在本发明的一个实施例中，还包括：第三转轴，所述第一托盘和第二托盘分别套接在所述第三转轴之上，所述第三转轴用于旋转所述第一托盘和第二托盘。

在本发明的一个实施例中，还包括：第三加热部件，所述第三加热部件均匀地分布在所述反应腔室的内周壁上，用于加热所述第一托盘和第二托盘。

在本发明的一个实施例中，所述第二转轴具有轴向通孔，所述进气通道穿过所述轴向通孔及所述第二托盘并延伸至所述第一托盘和第二托盘之间以向所述反应腔室供气。

在本发明的一个实施例中，还包括：进气分配部件，所述进气分配部件包括分配管和多个分配盘，所述分配管的下端敞开且穿过所述第二托盘的中心孔配合在所述第二转轴的轴向通孔内，所述分配管的上端封闭且伸到所述第一托盘和所述第二托盘之间的空间内，所述多个分配盘分别设置于所述分配管的上端且沿竖直方向彼此间隔开，其中在相邻分配盘之间的所述分配管的壁上设有分配孔。

在本发明的一个实施例中，所述排气通道包括：沿所述反应腔的周向间隔形成在所述反应腔内壁上的多个排气孔；形成在所述反应腔内壁和反应腔外壁之间的排气通路，所述排气通路具有通向所述反应腔室外面的排气口，其中，每个排气孔的内端与所述反应腔室连通且每个排气孔的外端与所述排气通路连通。