本發明專利技術公開了一種金屬有機氣象化學沉積反應室，所述反應室包括：腔體，所述腔體包括頂板、底板和側壁，所述頂板底板和側壁圍成基本封閉的腔室；上進氣噴淋頭，設置于所述反應室腔室內的上部與氣源連通；下進氣噴淋頭，設置于所述反應室腔室內的下部與氣源連通；托盤組件，固定設置在所述反應腔體內的中部，所述托盤組件包括上基底托盤和下基底托盤，所述上基底托盤和下基底托盤相背對設置，所述上基底托盤與所述上進氣噴淋頭相對；所述下基底托盤與所述下進氣噴淋頭相對；加熱器，位于上基底托盤和下基底托盤之間。通過這種反應室能夠有效提高空間利用率、氣體利用率及熱能的利用率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化合物半導體薄膜沉積設備，特別涉及到制備氮化鎵基半導體的有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)設備的反應室結構。
技術介紹
金屬有機氣象化學沉積(MetalOrganic Chemical Vapor Deposit1n，簡稱MOCVD)設備，用于化合物半導體氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅等功能結構材料的制備，尤其適合規模化工業生產，因此成為目前化合物半導體外延材料生產和研宄的關鍵設備，是當前生產半導體光電器件和微波器件材料的主要手段，應用領域廣泛。MOCVD生長是一種非平衡生長技術，利用帶有金屬原子的如烷基類有機源反應物(MO源)和氫化物(如冊13等)通過氮氣或氫氣載氣攜帶到反應室內，在一定壓力、溫度條件下，在基底上沉積外延生成化合物半導體薄膜。為了金屬有機氣象化學沉積設備的產能，現有技術中通常采用擴大基底托盤面積的方式來實現，然而隨著基底托盤面積的增大，反應室的尺寸也越來越大，這增加了設備的成本和技術的復雜性。
技術實現思路
本專利技術正是基于現有技術的上述需求而提出的，本專利技術要解決的技術問題包括提供一種金屬有機氣象化學沉積設備，該設備能夠提高金屬有機氣象化學沉積設備的產能和效率。為了解決上述問題，根據本專利技術的一個方面提供了一種金屬有機氣象化學沉積反應室，所述反應室包括:腔體，所述腔體包括頂板、底板和側壁，所述頂板底板和側壁圍成基本封閉的腔室；上進氣噴淋頭，設置于所述反應室腔室內的上部與氣源連通；下進氣噴淋頭，設置于所述反應室腔室內的下部與氣源連通；托盤組件，位于所述反應腔體內的中部，所述托盤組件包括上基底托盤和下基底托盤，所述上基底托盤和下基底托盤相背對設置，所述上基底托盤與所述上進氣噴淋頭相對；所述下基底托盤與所述下進氣噴淋頭相對；加熱器，位于上基底托盤和下基底托盤之間。優選地，所述上基底托盤的上表面和所述下基底托盤的下表面上形成有多個晶片承載槽。優選地，所述上基底托盤和下基底托盤上下對稱設置。優選地，所述加熱體包括電阻加熱體，同一電阻加熱體與所述上基底托盤和下基底托盤之間的距離相等。優選地，所述反應室還包括晶片卡持裝置，所述晶片卡持裝置設置在所述下基底托盤上；所述晶片卡持裝置包括位于所述晶片承載槽的開口內側的柔性突出部，所述柔性突出部向所述晶片承載槽開口的中部突出預定的距離。優選地，所述腔室的形狀為圓筒形。優選地，所述托盤組件還包括設置旋轉裝置，所述旋轉裝置與所述上基底托盤和下基底托盤驅動連接。優選地，在反應室腔體側壁分別設有獨立的上尾氣排氣口和下尾氣排氣口，所述上尾氣排氣口與上基底托盤的側部相對；所述下尾氣排氣口與所述下基底托盤相對。優選地，所述上進氣噴淋頭和下進氣噴淋頭共用氣源。根據本專利技術的另一個方面提供了一種金屬有機氣象化學沉積反應室設備，包括一個或多個反應室，其中所述反應室中的至少一個采用如上述任一項所述的反應室。本專利中一個反應腔室配備有兩個噴頭，產能效率比目前現有技術的單噴頭反應室顯著提高。在設備制造成本上，即同樣產量的MOCVD設備，采用本技術設備制造成本大大降低。此外，在設備使用成本上，由于兩個噴頭共用一個腔體，氣體總耗用量降低，兩個基底托盤公用一個加熱器，電能利用效率提高一倍，同時也保證加熱的溫度一致性。【附圖說明】以下參考附圖是對具體實施例的詳細描述，將會更好地理解本專利技術的內容和特點，其中:圖1是本專利技術具體實施例中金屬有機氣象化學沉積設備的反應室結構示意圖。圖2是本專利技術具體實施例中上進氣噴淋頭與上基底托盤的結構示意圖。圖3是本專利技術具體實施例中下基底托盤局部結構示意圖。圖4是本專利技術具體實施例中晶片卡持裝置局部結構示意圖。【具體實施方式】為了更好地理解本專利技術的實質，下面結合附圖對本專利技術的【具體實施方式】作進一步的說明。然而該【具體實施方式】僅僅是對本專利技術優選技術方案的舉例，并不能理解為對本專利技術保護范圍的限制。圖1是本專利技術【具體實施方式】的結構示意圖，應理解，本公開的附圖重點示出根據本專利技術的一個實施方式的構成特征，這些附圖并不意在示出設備中的每一個單個部件。圖1示出了本專利技術具體實施例中的一種金屬有機氣象化學沉積反應室。其中，所述反應室包括:一反應室腔體10，所述反應室腔體用于提供反應的場所以及承載其它用于反應的部件。在所述腔體中進行金屬有機氣象化學沉積反應時，該腔體適于保持預先設定的溫度和壓力等反應所需要的環境條件。具體而言，所述反應室包括頂板、底板和側壁，依靠所述頂板底板和側壁圍成基本封閉的腔室。優選地，該反應室腔體10為圓筒狀；圓筒狀的腔體便于封閉而且能夠減小反應氣體在腔體中產生的氣流擾亂。上進氣噴淋頭21，設置于所述反應室腔體內的上部。優選地，所述上進氣噴淋頭固定設置于所述反應室腔體的所述頂板上，所述上噴淋頭與氣源連通，所述氣源提供金屬有機氣象化學沉積反應氣體，例如MO源和氫化物NH3，在所述噴淋頭內實現混氣、勾氣，以利于有效反應。下進氣噴淋頭22，設置于所述反應室腔體內的下部，優選地，所述下進氣噴淋頭固定設置于所述反應室腔體的所述底板上，所述下噴淋頭也與氣源連通，實現對氣源提供的金屬有機氣象化學沉積反應氣體的混氣、勻氣。優選地，兩個噴淋頭共用MOCVD系統中的氣體輸運模塊，在到達反應腔室前一分為二分別進入上進氣噴淋頭21和下進氣噴淋頭22。這樣可保證氣體壓力流量等參數的一致性，有利于保證上下托盤上形成外延材料的一致性。一托盤組件，固定設置在所述反應腔體內的中部，所述托盤組件包括上基底托盤31和下基底托盤32，所述上基底托盤和下基底托盤相對設置。所述上基底托盤31與所述上進氣噴淋頭相對，用于承載上噴淋頭21噴射出來的氣體反應而生成的晶片。所述下基底托盤32與所述下進氣噴淋頭相對，用于承載下噴淋頭22噴射出來的氣體反應而生成的晶片。進氣噴淋頭21與上基底托盤31的結構位置如圖2所示，氣體從噴淋頭進氣管211進入噴淋頭，經過噴淋頭混氣勻氣后噴射到下方正對應的基底托盤31上，MO源和氫化物見13在基底上反應沉積生成氮化物材料。同理，可以理解下進氣噴淋頭22與下基底托盤32的結構位置及工藝過程。通過這種方式能夠有效地利用現有的反應腔體內部空間。因為在兩個方向上具有噴淋頭和基底托盤，所以在同樣的反應腔體空間內的產能效率比目前現有技術的反應室顯著提高。此外由于多個噴淋頭共用一個腔體，使得在所述腔體內氣體總耗用量降低，能夠節省材料。優選地，如圖2所示，所述上基底托盤和所述下基底托盤上形成有多個晶片承載槽，所述多個晶片承載槽均勻分布在所述上基底托盤和所述下基底托盤上。反應氣體從噴淋頭直接噴射到對應的基底托盤上后，在基底托盤的晶片承載槽中外延形成半導體材料。通過晶片承載槽的設計，能夠有效地成型預定形狀與尺寸的晶片，提高生產的質量。優選地，所述托盤組件中的上基底托盤和下基底托盤呈上下對稱設置，基于對稱的設置可以使得托盤組件整體上能夠更高地利用上方空間和下方空間。上基底托盤31與下基底托盤32相背對，當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種金屬有機氣象化學沉積反應室，其特征在于，所述反應室包括：腔體，所述腔體包括頂板、底板和側壁，所述頂板底板和側壁圍成基本封閉的腔室；上進氣噴淋頭，設置于所述反應室腔室內的上部與氣源連通；下進氣噴淋頭，設置于所述反應室腔室內的下部與氣源連通；托盤組件，位于所述反應腔體內的中部；所述托盤組件包括上基底托盤和下基底托盤，所述上基底托盤和下基底托盤相背對設置，所述上基底托盤與所述上進氣噴淋頭相對；所述下基底托盤與所述下進氣噴淋頭相對；加熱器，位于上基底托盤和下基底托盤之間。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：冉軍學，胡國新，李晉閩，王軍喜，段瑞飛，曾一平，
申請(專利權)人：新泰中科優唯電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37
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