[实用新型]用于外延沉积III-V材料层的反应腔

说明书

技术领域

本实用新型涉及III-V材料外延设备领域，尤其是关于金属有机化学气相沉积(MOCVD)设备的改进。

背景技术

现有技术的MOCVD反应腔顶部设有喷淋头，通过喷淋头向衬底托盘上的衬底喷射反应气体，在衬底上生长外延层。因此喷淋头的底部为反应气体的出气面。这种喷淋头使用水冷却腔对喷淋头进行冷却，以使得喷淋头的出气面的温度较低。然而，较低的出气面温度也会导致反应气体以疏松的沉积物形成在所述出气面上，该沉积物很容易掉落，造成对腔体内衬底的污染。

目前也有人在喷淋头底部增加一带气孔的吸热板，使得喷淋头输出的反应气体需要先通过吸热板再到达反应区中。这种MOCVD的反应腔，如图1所示，包括带顶盖111的腔体110，以及设置于其底部的加热器160及衬底托盘150；还包括设置于所述腔体110顶部并对应于所述衬底托盘150的喷淋头120，以及在喷淋头120底部连接一吸热板130。其中，喷淋头120包括从上至下依次层叠的III族源扩散腔120A、V族源扩散腔120B和冷却腔120C，III族源128、V族源129穿过所述顶盖11分别与III族源扩散腔120A、V族源扩散腔120B连通，用于提供反应气源。分别通过第一气管124、第二气管125穿过冷却腔120C、吸热板130将III族源扩散腔120A、V族源扩散腔120B中的反应气体送至反应区112中进行反应。因此，吸热板也就是喷淋头120的出气面。由于吸热板吸收衬底托盘发出的热量来提高吸热板自身的温度，使得出气面的温度提高，能高于喷淋头冷却腔底面的温度。但是该吸热板是固定在喷淋头上的，吸热板的温度不能主动调整。

实用新型内容

为进一步改进MOCVD设备，本实用新型提供一种反应腔，能通过活动的吸热板达到调整控制出气面的温度。

这种用于外延沉积III-V材料层的反应腔，所述反应腔包括：

腔体；

设置于所述腔体内底部的加热器；

设置于所述加热器上方的衬底托盘；以及

设置于所述腔体顶部的喷淋头，所述反应腔还包括位移装置，以及设置于所述喷淋头与所述衬底托盘之间的吸热板；所述位移装置用于调整所述吸热板与喷淋头之间的距离以控制所述吸热板面向所述加热器一侧表面的温度，所述喷淋头向所述吸热板与所述衬底托盘之间所限定的反应区输出反应气体。

优选地，所述吸热板上设有若干个流通单元，用于使喷淋头喷出的反应气体通过所述流通单元进入所述反应区。

优选地，所述喷淋头包括朝远离吸热板方向依次层叠的冷却腔、V族源扩散腔和III族源扩散腔；

以及第一气管和第二气管，所述第一气管穿过所述V族源扩散腔和冷却腔，并穿出所述喷淋头底部；所述第二气管穿过所述冷却腔，并穿出所述喷淋头底部；所述第一气管和第二气管中至少一个穿过所述吸热板的流通单元进入所述吸热板与所述衬底托盘之间的区域。

优选地，所述位移装置包括移动部和用于驱动所述移动部移动的驱动部。

优选地，所述移动部连接所述吸热板；所述驱动部设置于所述喷淋头上；驱动部驱动所述位移部移动，从而带动所述吸热板远离或接近所述喷淋头。

优选地，所述移动部连接所述吸热板，所述驱动部设置于所述喷淋头上，驱动部驱动所述位移部移动，从而带动所述吸热板远离或接近所述喷淋头。

优选地，所述吸热板固定于所述腔体侧壁；所述移动部设置于所述喷淋头上，所述驱动部连接所述腔体，驱动部驱动所述位移部移动，从而带动所述吸热板远离或接近所述喷淋头。

优选地，所述吸热板面积大于所述喷淋头底面面积。

优选地，还包括III族源、V族源，所述III族源与所述III族源扩散腔相连通，所述V族源与V族源扩散腔相连通；所述III族源为镓源；所述V族源为氮源。

优选地，所述流通单元是贯穿于所述吸热板的通孔，所述通孔的位置和布局与所述第一气管和第二气管的位置和布局一一对应设置，所述通孔与第一气管的管壁和/或第二气管的管壁之间具有间隙。