[实用新型]气体混合装置、半导体工艺的气体输运系统和半导体设备

说明书

本实用新型公开了一种气体混合装置、半导体工艺的气体输运系统和半导体设备，其中气体混合装置包括：混合本体，混合本体包括相对设置的进气端和出气端，混合本体内设有匀气腔；至少两个进气口，设置于进气端，每个进气口通过各自的通道与匀气腔连通，其中通道的延伸方向偏离匀气腔的中轴线，以使从通道进入匀气腔内的气流形成旋转气流。本实用新型气体混合装置的通道的延伸方向偏离柱形腔体的中轴线，气体沿着柱形腔体内壁进行旋转，通过旋转来实现气体旋转混流，气体边旋转边流向出气端，能够实现两种或多种气体的充分均匀混合，减小浓度波动，并使通入腔室的气流稳定。

技术领域

本实用新型涉及半导体工艺领域，更具体地，涉及一种气体混合装置、半导体工艺的气体输运系统和半导体设备。

背景技术

化学气相沉积外延生长是将反应气体输送到反应腔，通过加热等方式，使之反应，生长原子沉积在衬底上，长出单晶层。在外延生长过程中，需要控制的主要参数有衬底温度、源气体流量、载运气体流量和掺杂气体流量等。源气体流量对生长速度，载运气体流量对外延层厚度的均匀性，掺杂气体流量对电阻率等，都分别有很大的影响。

气体输运和控制系统是保证向反应腔室及时和准确输运反应气体的系统。它主要有管道、流量计和各种阀门等组成。根据CVD技术的反应机理可知：必须使基片的反应物浓度和速度尽量均匀一致。要求衬底表面附近存在均匀分布的气流场、温场和浓度场。根据上述CVD生长薄膜所需要的掺杂均匀、厚度均匀等要求，要求在生长过程中只有输运到衬底表面各个部位的反应物及掺杂物的速率都相等，气流场保持均匀平行层流，避免任何波动、湍流和对流涡旋，才能满足薄膜的厚度、电阻率均匀性的要求。现有工艺过程中，通常需要向腔室中通入两种或者两种以上的混合气体，两种混合气体通过各自的管路通入共有的管路中进行混合，之后将混合后的气体通过进气模块的分流进入腔室，该方法获得的气体浓度变化较大，尤其是气体混合初期时会有一段高浓度气体，腔室需要先将该高浓度气体排出后再进行反应，影响效率；另外该方法只能满足低要求的工艺需求，对工艺稳定性要求较高的工艺则无法满足要求。

因此，期待一种气体混合装置，能够实现两种或多种气体的充分均匀混合，减小浓度波动，并使通入腔室的气流稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种气体混合装置、半导体工艺的气体输运系统和半导体设备，能够实现两种或多种气体的充分均匀混合，减小浓度波动，并使通入腔室的气流稳定。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种气体混合装置，包括：

混合本体，所述混合本体包括相对设置的进气端和出气端，所述混合本体内设有匀气腔；

至少两个进气口，设置于所述进气端，每个所述进气口通过各自的通道与所述匀气腔连通，其中所述通道的延伸方向偏离所述匀气腔的中轴线，以使从所述通道进入所述匀气腔内的气流形成旋转气流。

作为可选方案，各所述通道所在的直线与所述中轴线的垂直距离相等。

作为可选方案，所述混合本体的内壁横截面为圆形。

作为可选方案，所述气体混合装置包括两个相对设置的进气口，所述进气口的轴向垂直于所述匀气腔的中轴线，所述通道一端连通于所述进气口，另一端沿所述匀气腔的切线延伸至所述匀气腔内，且所述两个通道相互平行。

作为可选方案，多个所述通道相对于所述匀气腔均匀分布。

作为可选方案，所述出气端设有挡板，所述挡板上设有多个通气孔。

本实用新型还提出了一种半导体工艺的气体输运系统，包括：

上述的气体混合装置；

至少两个气体管路，每个所述气体管路连通于所述气体混合装置的其中一个进气口；

所述气体混合装置的出气端用于与反应腔室的进气口连通。