[发明专利]喷淋头以及气相沉积反应腔

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，特别是涉及一种喷淋头以及气相沉积反应腔。

背景技术

自GaN(氮化镓)基第三代半导体材料的兴起，蓝光LED(发光二极管)研制成功，LED的发光强度和白光发光效率不断提高。LED被认为是下一代进入通用照明领域的新型固态光源，因此得到广泛关注。

现有技术的白光LED的制造工艺通常在一个具有温度控制的环境下的反应腔内进行。通常，将III族源气体和V族源气体分别通入化学气相沉积反应腔内，III族源气体和V族源气体在反应腔内反应以在衬底上形成III-V族材料薄膜。

在现有的技术中，采用图1所示的喷淋头100向化学气相沉积反应腔10通入反应气体。请参阅图1，所述气相沉积反应腔10包括腔体11、用于装载衬底12的托盘13和所述喷淋头100。所述托盘13设置于所述腔体11的底部。所述喷淋头200设置在所述腔体11的顶部并与所述托盘13相对设置。所述托盘13与所述喷淋头100之间限定气体反应区域14。所述喷淋头100用于向所述气体反应区域14输出反应气体，在所述气体反应区域14内，V族源气体、III族源气体混合，并进行反应，以在所述衬底12上形成薄膜沉积。

现有技术中的所述喷淋头100包括依次层叠的第一源气体腔140、第二源气体腔150以及冷却腔160，所述冷却腔160邻近气体的反应区域，所述第一源气体腔140通有第一源气体(III族源气体)，所述第二源气体腔150通有第二源气体(V族源气体)，当所述第一源气体和第二源气体从所述喷淋头100排出后，在反应区域14内被化学气相沉积工艺腔10内的托盘13加热分解，从而发生反应，以在衬底12上形成沉积薄膜。

但是，由于所述第二源气体(V族源气体)的分解温度高，其分解温度往往在1000℃以上，所以，为了使所述第二源气体(V族源气体)分解，反应区域14的温度一般在1000℃以上，从而需要将托盘13的温度加入到1000℃以上。然而，托盘13的高温均匀度不易控制，并且，衬底12位于高温的托盘13上，从而造成衬底12上的LED芯片波长等器件参数不均匀，使得LED芯片的良率低，LED芯片的成本高。

因此，如何提供一种喷淋头，能够提高LED芯片的良率，降低LED芯片的成本，已成为本领域技术人员需要解决的技术。

发明内容

现有技术的喷淋头存在气体解离率低、生产成本高的问题，本发明提供一种能解决上述问题的喷淋头以及气相沉积反应腔。

本发明提供一种用于气相沉积的反应腔的喷淋头，所述反应腔包括气体反应区域，所述喷淋头邻近所述气体反应区域设置，所述喷淋头用于向所述气体反应区域输出反应气体，所述喷淋头至少包括第一源气体腔和冷却腔，所述第一源气体腔内通入第一源气体；

所述喷淋头还包括一离子化腔，所述离子化腔设置在所述喷淋头面向所述气体反应区域的一侧，所述第一源气体腔设置在所述喷淋头背离所述气体反应区域的一侧，所述离子化腔内通入第二源气体，以对所述第二源气体进行离子化，所述离子化腔与所述气体反应区域之间设置有出气通道，所述离子化腔与所述气体反应区域之间通过所述出气通道连通，以将离子化的所述第二源气体向所述气体反应区域导出，所述第一源气体腔至少与一第一气管连通，所述第一气管穿过所述冷却腔和离子化腔，并连通所述气体反应区域；

其中，所述第二源气体的分解温度高于所述第一源气体的分解温度。

进一步的，在所述喷淋头中，所述第一源气体腔和所述冷却腔之间还设置有一第二源气体腔，所述第二源气体腔内通有所述第二源气体，所述第二源气体腔与至少一第二气管连通，所述第二气管穿过所述冷却腔，并连通所述离子化腔，以向所述离子化腔内通入第二源气体，所述第一气管还穿过所述第二源气体腔。

进一步的，在所述喷淋头中，所述第一源气体腔、冷却腔和离子化腔依次层叠设置，所述离子化腔还具有一气体输入管，所述第二源气体通过所述气体输入管流入所述离子化腔。

进一步的，在所述喷淋头中，所述气体输入管位于所述离子化腔的侧壁。

进一步的，在所述喷淋头中，所述离子化腔中具有相对设置的第一电极以及第二电极，在所述第一电极和第二电极之间施加射频信号。

进一步的，在所述喷淋头中，所述第一电极为所述离子化腔的顶壁，所述第二电极为所述离子化腔的底壁，所述第一电极和第二电极之间具有一绝缘垫。

进一步的，在所述喷淋头中，所述绝缘垫为所述离子化腔的侧壁。

进一步的，在所述喷淋头中，所述出气通道为气体孔。