[实用新型]一种MOCVD反应设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化学气相沉积设备，尤其涉及一种MOCVD反应设备。

背景技术

在光电行业中，MOCVD反应设备是不仅是外延片生长的核心设备，也是制备化合物半导体薄膜的关键设备。MOCVD反应室作为设备的核心部件，一般包括反应腔室、进气装置、加热装置、排气真空均气装置。

要制作出厚度和组分均匀的薄膜，保证基片周围均匀的温场之外，还需提供一个均匀的气场，形成气场的气流从进气口均匀进入，从排气口排出，该气流在进入反应腔室后未到达基片表面之前，其气流流速、浓度是否均匀相等，以及进入反应腔室的烷基类、氢化物是否有预反应等都是至关重要的。

目前随着技术的发展，基本上都可以保证一个均匀的进气流。目前的排气方式主要是对反应腔室抽真空，抽真空装置包括设置在反应腔室底部一个真空管道排气孔（孔大于φ63），以及通过波纹管及球阀、压力控制器等与该排气孔相连接的真空泵。采用这种装置进行排气存在一些缺陷：第一、主气流从反应腔上部进入，由于底部法兰抽真空排气口很大，并且设置在载片盘的一侧，主气流受到一个偏心的真空管抽力，导致主气流到达载片盘上基片表面各个位置的气流浓度和速度不一致，从而影响基片生长薄膜的厚度和组分均匀；第二，反应腔底部法兰中心进入的保护气体或冷却气体，是由下往上进入，而主气流在反应腔室内部是由上往下进入，两个方向的气流在墙体内是相对的，再加上底部法兰单侧面的真空排气口的排气抽力对两个气流的吸引，导致反应腔室内的气流混乱，对基片生长需求的均匀气场产生了极大的破坏性；第三，真空排气口的口径越大，对腔体内气流一次性排气量也就越大，当反应腔室压力从大气压状态降至20Torr时，开启真空泵的前几秒，由于一次性排气量大，且没有任何缓冲，对真空泵的冲击很大，严重减少了真空泵的使用寿命。

因此，如何提供一种气场较均匀的MOCVD反应设备是业界亟待解决的技术问题。 

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中反应腔室内反应气体和保护气体/冷却气体相对运动，造成气流混乱的问题，提出一种MOCVD反应设备。

本实用新型所提出的MOCVD反应设备包括密封的反应腔室、设于反应腔室顶部的主进气口、设于反应腔室底部的排气口、设于反应腔室轴心上的载片盘和加热组件、设于反应腔室底部载片盘下方的次进气口，还包括设置在加热组件外侧、载片盘下方的第一隔热筒，该第一隔热筒与载片盘构成一上方圆周方向设有间隙的第一腔体。

在本技术方案中，还可以在第一隔热筒的外侧设置同轴心的第二隔热筒，排气口位于第一、第二隔热筒之间，且第一、第二隔热筒之间水平设置真空均气缓冲板，所述真空均气缓冲板上设有第一通孔，所述第一隔热筒上真空均气缓冲板的下方均匀设有第二通孔。第一通孔的直径和数量与第二隔热筒内的气流流速成比例，第二通孔的直径和数量与第二隔热筒与反应腔室内壁之间的气流流速成比例。

进一步地，排气口还可以至少均匀设置2个。

再进一步，次进气口位于反应腔室底部的一端还设有磁流体封板。

本实用新型采用了第一隔热筒使得主气流进入反应腔室后，不会受到其他气流的影响，避免了气体对流将反应腔室内的气场造成混乱，为基片生长提供了一个均匀的气场。并且均匀设置多个排气口，可以将气流分散，缓解了排气对真空泵的冲击，提高了真空泵的使用寿命，同时也降低了工作过程中的噪音。本实用新型能有效地解决抽真空对整个气场的影响，大大的提高了基片生长的质量。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型一实施例提出的MOCVD反应设备，主要包括密封的反应腔室1、设于反应腔室顶部的主进气口2、设于反应腔室底部的排气口3、设于反应腔室内轴心上的载片盘4和加热组件5、设于反应腔室底部载片盘下方的次进气口6、设置在反应腔室一侧的机械手通道10、设于反应腔室下方的磁流体和马达12，真空泵和尾气处理箱13等。