[发明专利]一种多源高压气体雾化的垂直结构Mist-CVD设备

说明书

本发明涉及一种多源高压气体雾化的垂直结构Mist‑CVD设备包括：连接的雾化颗粒生成装置和反应装置，雾化颗粒生成装置和反应装置呈竖直结构设置；雾化颗粒生成装置包括高压气体发生室和多个前驱溶液储存腔室，反应装置包括反应腔室；其中，高压气体发生室内存储有高压气体或设置有气体增压设备以提供高压气体；前驱溶液储存腔室用于存储前驱溶液；高压气体进入第一管路后与进入第一管路的前驱溶液接触，前驱溶液在高压气体作用下进行雾化得到雾化颗粒，雾化颗粒通过第一管路进入反应腔室内反应生长得到半导体薄膜。本发明的Mist‑CVD设备避免了水平结构Mist‑CVD设备在薄膜成型过程中出现的薄膜均匀性不足的问题。

技术领域

本发明属于半导体材料设备技术领域，具体涉及一种多源高压气体雾化的垂直结构Mist-CVD设备。

背景技术

功率半导体在当下时点具有核心地位。

氧化物半导体薄膜外延生长的技术，包括分子束外延(MBE)、金属氧化物化学气相沉积(MOCVD)和氢化物气相外延(HVPE)等。此类技术虽然适用于具有高均匀性的氧化物半导体外延薄膜的制造，但是这些技术通常设备价格昂贵、能耗高且生长工艺复杂。间接的增加了材料的制备成本，且大面积外延薄膜材料的结晶质量有待提高。因此，雾化化学气相沉积(Mist-CVD)作为一种廉价低成本，可用于大尺寸生长氧化物半导体薄膜的外延生长技术对于氧化物半导体薄膜生长与器件工艺的发展有着十分重要的意义。

但是，目前的Mist-CVD设备多使用超声波进行前驱溶液的雾化，且雾化源单一，这对雾化颗粒产生的速度与输运过程有较高要求，阻碍了Mist-CVD设备的发展与应用。此外，由于目前Mist-CVD设备多为水平结构，在薄膜成型过程中易出现薄膜均匀性不足的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种多源高压气体雾化的垂直结构Mist-CVD设备。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种多源高压气体雾化的垂直结构Mist-CVD设备，包括：连接的雾化颗粒生成装置和反应装置，所述雾化颗粒生成装置和所述反应装置呈竖直结构设置；

所述雾化颗粒生成装置包括高压气体发生室和多个前驱溶液储存腔室，所述反应装置包括反应腔室；

其中，所述高压气体发生室通过第一管路与所述反应腔室连通，所述多个前驱溶液储存腔室均可独立通断的与所述第一管路连通；

所述高压气体发生室内存储有高压气体或设置有气体增压设备以提供高压气体；所述前驱溶液储存腔室用于存储前驱溶液；

所述高压气体进入所述第一管路后与进入所述第一管路的前驱溶液接触，所述前驱溶液在所述高压气体作用下进行雾化得到雾化颗粒，所述雾化颗粒通过所述第一管路进入所述反应腔室内反应生长得到半导体薄膜。

在本发明的一个实施例中，所述雾化颗粒生成装置还包括多个第二管路和多个通断阀门，其中，

所述多个前驱溶液储存腔室分别通过所述第二管路与所述第一管路连通；

所述多个通断阀门对应安装在所述第二管路上。

在本发明的一个实施例中，每个所述前驱溶液储存腔室上均设置有连通所述前驱溶液储存腔室的补液口，通过所述补液口连接补液装置。

在本发明的一个实施例中，在所述反应腔室内与所述第一管路的连接处设置有通断阀门。

在本发明的一个实施例中，所述反应腔室位于所述高压气体发生室的下方或上方。

在本发明的一个实施例中，所述反应腔室内设置有可转动的衬底托盘，所述衬底托盘朝向所述高压气体发生室的一侧。