[发明专利]氧化炉

说明书

本发明提供一种氧化炉，其包括：炉腔，该炉腔包括由上而下依次划分的工艺区、隔热区、燃烧区和保温区；工艺舟，设置在工艺区，用于承载被加工工件；进气管路，用于输送工艺气体，且进气管路的出气口位于燃烧区，进气管路的进气口自炉腔的底部延伸出去；隔热结构，设置在隔热区，且隔热结构使隔热区形成进气通道，以供燃烧区中的气体通过后流入工艺区；保温结构，设置在保温区，且环绕在所述进气管路外周。本发明提供的氧化炉，其可以节省设备空间、降低设备成本，以及可以提高气流的稳定性。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种氧化炉。

背景技术

SiC材料具有宽带隙、高饱和漂移速度、高热导率、高临界击穿电场等突出优点，属第三代半导体材料，适合制备高功率、高频、高压、高温、抗辐照电子器件。

SiC材料是唯一可以直接氧化生长SiO₂薄膜的宽禁带半导体，最常用的方法是采用高温干氧或湿氧的热氧化方法来生长SiO₂薄膜，并且热氧化工艺获得SiO₂薄膜和界面特性的质量是最好的。

SiC高温氧化工艺的温度高达1500℃，常规高温设备无法满足工艺要求。目前业内利用高温氧化炉进行SiC片的高温氧化工艺，高温氧化炉是SiC器件集成电路生产线的关键工艺设备。

图1为现有的氧化炉的剖视图。请参阅图1，氧化炉包括防爆罩体1、点火腔室2、加热器3、氢气管4、氧气管5和温度传感器6。湿氧氧化工艺通常采用高纯氢气和氧气在工艺腔外点火合成水蒸气的方法，具体地，高纯氢气和氧气分别通过氢气管4和氧气管5进入点火腔室2，并在加热器3的加热下，氢气达到燃点发生燃烧生成水蒸气，水蒸气从点火泡出口7进入工艺腔(图中未示出)内。防爆罩体1通水隔热，以保护外界设备器件。温度传感器6用于监测点火腔室2中的燃烧温度，以保证氢气通入火腔室2时能可靠燃烧。

但是，现有的氧化炉在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，由于需要单独设置点火腔室2点燃氢气，这种在工艺腔外点火的方式需要占用设备较大空间。

其二，点火腔室2将水蒸气在气态下输送到工艺腔内，对水蒸气输送管路的气密性和保温性要求较高，导致设备成本较高。

其三，由于高温真空反应炉(即，工艺腔)的隔热层较厚，导致水蒸气输送距离较长，气流输送过程不易稳定。

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，提出了一种氧化炉，其可以节省设备空间、降低设备成本，以及可以提高气流的稳定性。

为实现本发明的目的而提供一种氧化炉，包括：

炉腔，所述炉腔包括由上而下依次划分的工艺区、隔热区、燃烧区和保温区；

工艺舟，设置在所述工艺区，用于承载被加工工件；

进气管路，用于输送工艺气体，且所述进气管路的出气口位于所述燃烧区，所述进气管路的进气口自所述炉腔的底部延伸出去；

隔热结构，设置在所述隔热区，且所述隔热结构使所述隔热区形成进气通道，以供所述燃烧区中的气体通过后流入所述工艺区；

保温结构，设置在所述保温区，且环绕在所述进气管路外周。

可选的，所述进气管路包括氢气管和套置在所述氢气管外周的氧气管，其中，所述氢气管用于输送氢气，所述氧气管用于输送氧气；

所述燃烧区用于使所述氢气和部分所述氧气反应生成水蒸气，以为所述工艺区提供湿氧气流。

可选的，所述氧气管的出气口低于所述氢气管的出气口。

可选的，所述氢气管的上端设有挡部，所述挡部呈穹顶状，且所述挡部的中心设置有用作所述出气口的第一通孔；