[发明专利]MOCVD装置

说明书

本发明提供了一种MOCVD装置，包括：壳体；承载组件，承载组件位于壳体内，承载组件包括支撑托盘和承载单元，承载单元用于承载基片，承载单元为多个，多个承载单元相间隔地分布在支撑托盘上；喷淋组件，喷淋组件设置在壳体内并位于承载组件的上方，喷淋组件包括上支撑盖和喷淋单元，喷淋单元用于喷淋混合反应气，喷淋单元为多个，多个喷淋单元相间隔地设置在上支撑盖上并与多个承载单元一一对应设置；各喷淋单元向与其相对应的一个承载单元喷射混合反应气，以使混合反应气在承载单元承载的基片上反应形成化合物薄膜。本发明提供的MOCVD装置能够实现高产能、高质量的化学反应，提升化合物薄膜的生产效率，获得高良率的化合物薄膜。

技术领域

本发明涉及半导体薄膜沉积技术领域，具体而言，涉及一种MOCVD装置的结构改进。

背景技术

金属有机化学气相沉积，即MOCVD(Metalorganic Chemical Vapor Deposition)，是制备化合物半导体薄膜的一项关键技术，被广泛地应用在半导体领域和光伏领域。

在MOCVD设备中通入Ⅲ族有机金属反应物与Ⅴ族氢化物，加热使之发生反应，两者的反应产物在被加热的衬底上沉积，可生成需求产品，即Ⅲ、Ⅴ族化合物薄膜。

MOCVD技术通常应用MOCVD反应器实现，现有的典型商用MOCVD反应器包括垂直喷淋式MOCVD反应器和高速旋转式MOCVD反应器。其中，垂直喷淋式MOCVD反应器的主要工作原理是使用喷淋头将反应气体(Ⅲ族有机金属反应物和Ⅴ族氢化物的混合气体)进行均匀喷淋，从而使反应气体在被加热衬底上的基片处发生反应，完成化学反应的反应气体在基片上生长出所需求的化合物薄膜；未参加反应的反应气体以及生成物气体作为废气排出MOCVD反应器；其中，衡量化合物薄膜产品的一项重要良率指标，便是需要化合物薄膜具有一致的生长厚度均匀性及组分均匀性，这便需要到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持基本相同。

但是，随着商用技术的不断发展，生长厚度和组分均匀的大面积化合物薄膜产品的需求越来越强烈，而为了生产较大面积的化合物薄膜，相应的，承载基片用的衬底的尺寸以及基片的数量均有所增加，这样，对于现有的垂直喷淋式MOCVD反应器而言，其结构不合理，反应气体浓度的沿程损耗明显，根本无法保证到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持一致，从而严重影响了在基片上生长的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性，降低了化合物薄膜产品的良率；不仅如此，现有的垂直喷淋式MOCVD反应器生产的化合物薄膜的数量有限，存在生产效率低的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种MOCVD装置，以解决现有技术中的垂直喷淋式MOCVD反应器结构不合理，反应气体浓度的沿程损耗明显，根本无法保证到达基片处的反应气体的浓度在衬底上的各处保持一致，从而严重影响了在基片上生长的化合物薄膜厚度均匀性及组分均匀性，降低了化合物薄膜产品的良率；以及现有技术中的垂直喷淋式MOCVD反应器存在生产化合物薄膜的生产效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种MOCVD装置，包括：壳体；承载组件，承载组件设置在壳体内，承载组件包括支撑托盘和承载单元，承载单元用于承载基片，承载单元为多个，多个承载单元相间隔地分布在支撑托盘上；喷淋组件，喷淋组件设置在壳体内并位于承载组件的上方，喷淋组件包括上支撑盖和喷淋单元，喷淋单元用于喷淋混合反应气，喷淋单元为多个，多个喷淋单元相间隔地设置在上支撑盖上并与多个承载单元一一对应设置；各喷淋单元向与其相对应的一个承载单元喷射混合反应气，以使混合反应气在承载单元承载的基片上反应形成化合物薄膜。

进一步地，喷淋组件和承载组件之间形成反应腔室，MOCVD装置还包括多个导流筒，多个导流筒位于反应腔室内，各导流筒的两个筒口分别与一组相对应的喷淋单元和承载单元中的喷淋单元和承载单元相对设置，导流筒用于将与其对应的喷淋单元喷射出的混合反应气向与其对应的承载单元导流。