[实用新型]一种进气顶盘及金属有机物化学气相沉积反应器

说明书

本实用新型实施例公开了一种进气顶盘及金属有机物化学气相沉积反应器，该进气顶盘中的气体匀化装置包括：第一分布板、多个通气腔体以及第二分布板，有源气体在气体匀化装置中不发生混合，第一分布板与进气通道对应设置，第一分布板上设置有多个通气孔，用于匀化有源气体并将有源气体传输至与多个通气孔对应设置的多个通气腔体，多个通气腔体，与第一分布板相连通，用于对有源气体进行扩散，并将扩散后的有源气体输运至第二分布板，第二分布板上设置有多个通气缝，多个通气缝与多个通气腔体相连通且对应设置，用于对有源气体进行匀化并建立气体流场形态。本实用新型技术方案实现了提高有源气体的匀化度以及改善流场形态的技术效果。

技术领域

本实用新型实施例涉及金属有机物化学气相沉积技术领域，尤其涉及一种进气顶盘及金属有机物化学气相沉积反应器。

背景技术

金属有机物化学气相沉积(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)设备是制备半导体薄膜器件的重要设备，其主要用于生长GaN基(AlGaInN系列材料)和GaAs基(AlGaInP/AlGaInAs系列材料)的III-V族半导体薄膜材料和器件。

MOCVD的基本生长过程是：将反应气体从气源引入反应腔内，再利用腔体内的加热器加热晶片托盘上的衬底，从而在衬底上生成单晶或多晶薄膜。在MOCVD过程中，在晶片上生长的薄膜所需要的反应物来源为有源气体的流动和扩散。在有源气体流动和扩散的过程中还发生化学反应，生长粒子通过吸附和表面反应，最终结合成薄膜晶格。可选的，有源气体分别为包含第V族元素含氮的第一有源气体和包含第III族元素含镓的第二有源气体通入反应腔内进行反应，进而在基片上生成III-V族半导体材料薄膜。

在MOCVD的反应生长过程中，所生长材料的均匀性以及源物料的利用效率是两个重要的因素。要使生长材料的均匀性和源物料的利用率较高，需要满足第一有源气体与第二有源气体这两组气体，在进入反应腔之前，不发生混合且各自分布均匀；进一步的，两种有源气体在进入反应腔时，气体的流场形态要较好。

然而，现有技术对注入的两种有源气体进行匀化，通常只采用孔状或缝状匀化注入方式。然而当只采用孔状的方式对注入的气体进行匀化时，出口处的流场形态不佳；当只采用缝状方式对注入的气体进行匀化时，气体的匀化效果较差。单一采用孔状或缝状匀化注入方式会导致在衬底生长的薄膜质量较差、不均匀以及源物料利用率低的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种进气顶盘及金属有机物化学气相沉积反应器，以实现改善有源气体的匀化度以及流场形态的技术效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种进气顶盘，包括上盖板和气体匀化装置，所述上盖板上设置有相互独立的进气通道，用于将有源气体分别通入气体匀化装置，其特征在于，所述气体匀化装置包括：第一分布板、多个通气腔体以及第二分布板，所述有源气体在所述气体匀化装置中不发生混合；

所述第一分布板与所述进气通道对应设置，所述第一分布板上设置有多个通气孔，用于匀化有源气体并将所述有源气体传输至与所述多个通气孔对应设置的多个通气腔体；

所述多个通气腔体，与所述第一分布板相连接，用于对所述有源气体进行扩散，并将扩散后的所述有源气体输运至第二分布板；

所述第二分布板上设置有多个通气缝，所述多个通气缝与所述多个通气腔体相连通且对应设置，用于对所述有源气体进行匀化并建立气体流场形态；

其中，所述通气孔的直径为0.5mm～5mm。

进一步的，所述通气缝出气口处的宽度不同。

进一步的，所述第一分布板与所述第二分布板固定连接。

进一步的，还包括：设置在所述第二分布板上的多个控温通道，所述多个控温通道分别与所述通气缝对应设置。