[发明专利]狭缝式多气体输运喷头结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种狭缝式多气体输运喷头结构，尤其是涉及一种具有多气体喷头的狭缝式多气体输运喷头结构。

背景技术

Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，如氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）等，具有宽的直接带隙、高的热导率、化学稳定性好等性质，广泛地应用于微电子器件和光电子器件，如用于照明或背光源的半导体发光二极管（LED），用于信息存储和激光打印的蓝紫光激光器（LD）以及紫外(UV)探测器和高频高功率的晶体管等，目前对Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的研究与应用是全球半导体研究的前沿与热点。

在竞争日益激烈的Ⅲ-Ⅴ族半导体器件领域，商业化运行要求半导体设备能够一次性在大尺寸以及多数量的衬底上进行Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的生长,将产能最大化。目前典型的商业化半导体生产设备，比如金属有机物化学气相淀积系统（MOCVD）和氢化物气相外延系统（HVPE），其设计理念一直向着提高产能、降低成本的方向发展。

目前市场上主流的商用半导体设备,比如金属有机物化学气相淀积系统（MOCVD）,大部分都采用了垂直式反应腔设计，通过反应腔上方的喷头将沉积所需要的Ⅲ族和Ⅴ族源气体输运进反应腔，垂直的气流到达石墨基座后，在基座表面形成一层很薄的滞留层，在该滞留层内反应物通过扩散作用越过滞留层扩散至衬底表面，并在衬底表面成核、进行薄膜生长，反应的副产物扩散回滞留层后，随着主气流被泵抽离反应腔，此类设计可以很好地保证薄膜沉积的均匀性以及可靠性。

现今，半导体设备中狭缝式多气体输运喷头结构的设计面临着产能规模化、扩大狭缝式多气体输运喷头结构容量的同时，控制气体对流场、减少预反应的发生的问题，而传统的HVPE系统无法解决此问题。

发明内容

本发明是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种反应效率高、满足商业化规模的要求的狭缝式多气体输运喷头结构。

为实现上述目的，本发明一种狭缝式多气体输运喷头结构，包括喷头，所述喷头上设有若干进气管道、若干辅助气路管道、第一匀气孔板、第二匀气孔板及导流板，所述进气管道管壁与辅助气路管道空间连通，所述第一匀气孔板外侧设有若干相互平行的进气管道，所述第一匀气孔板横切相交进气管道，所述第一匀气孔板内侧下面设有平行的第二匀气孔板，第一匀气孔板上与进气管道横切相交处开设有第一气孔，所述第二匀气孔板上开设有若干第二气孔，第一匀气孔板内侧相邻进气管道之间设有与进气管道平行的导流板，所述导流板连接第一匀气孔板及第二匀气孔板后向下延伸。

进一步地，所述第二气孔分布比第一气孔密集。

进一步地，所述喷头置于导流壁上，所述导流壁之间设有支撑底座，所述支撑底座上设置有基座，所述喷头、导流壁及基座共同围成一反应空间。

进一步地，所述基座中部凸设有三角突起。

进一步地，所述喷头、导流壁及支撑底座的材质可为石英；基座的材质可为石墨、碳化硅、石英或有碳化硅涂层的石墨。

进一步地，所述导流板延伸向反应空间内，从而在基座的上部形成若干分割区。

进一步，所述分割区的气路依次设置为Ⅲ族源气体、隔离气体、Ⅴ族源气体。

进一步地，所述进气管道与辅助气路管道成一定角度设置。

综上所述，本发明通过在分割区中的Ⅲ族和Ⅴ族源气体之间始终间隔一路隔离气体，可有效防止发生预反应，提高反应效率；当喷头长度增加时，增加对应的辅助气路管道数量，通过调节气体流量保证喷头出口处气流的浓度和速度均匀分布，从而满足大规模生产设备的需要。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明一种实施例的结构示意图。

图3为本发明另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。