一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，包括：基座；若干噴管，所述若干噴管沿所述基座的軸向延伸并與所述基座氣體連通；至少一層隔板，所述隔板上開設有與所述若干噴管對應的若干通孔5，所述隔板通過所述通孔5套設在所述噴管上。本發明專利技術設置的隔板能夠有效的阻隔來自樣品托和襯底附近的熱輻射，使得花灑裝置整體特別是噴管內外壁均達不到晶體外延生長的溫度，這樣就防止了花灑裝置上生產晶體外延的可能性，保證了源氣不消耗在花灑裝置上，可以順利到達襯底表面，同時也有效延長了花灑裝置的使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及晶體生長領域，具體涉及一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置。
技術介紹
碳化硅(SiC)是第三代寬禁帶半導體材料，具有寬禁帶、高擊穿電壓、高熱導率、高電子飽和漂移速率、高電子遷移率、小介電常數、強抗輻射性、高化學穩定性等優點，是制造高溫、高頻、大功率、抗輻射、非揮發存儲器件及光電集成器件的關鍵材料。碳化硅電力電子器件具有轉換效率高、耐高溫、抗輻射等特點，已經逐漸在電力轉換、太陽能光伏、電動汽車、高效馬達等領域取代硅器件，開始嶄露頭角。碳化硅電力電子器件的性能主要取決于碳化硅外延材料的質量，而外延薄膜厚度的均勻性是決定外延片質量的主要指標。外延層片內厚度不均的情況，會對外延片的器件加工工藝性能造成嚴重的不良影響，進而極大影響碳化硅電力電子器件的加工制備。專利CN103184514A公開了一種晶體生長爐，其采用的噴頭較為普通，噴頭上設置多個噴孔，將氣體從噴頭噴向襯底，以便形成晶體外延生長，當時噴孔客觀上將氣體分流成若干個區域，其生長均勻性受到限制，需要更換一種能夠更加均勻生長晶體外延的噴頭；同時由于噴頭也被加熱到較高溫度，其實際與襯底處于基本相同的環境內，石墨材質制作的噴頭以及噴管上也會生長出晶體外延，最終甚至會堵塞噴管，以及影響噴頭的正常使用，這其中最主要的原因是噴頭附近也具備了與襯底附近相似的溫場環境，需要改變噴頭處的溫場環境。
技術實現思路
本專利技術克服了現有技術的不足，提供一種使用了隔板的、異于襯底附近溫場環境的花灑裝置，使之不會有晶體外延生長。為達到上述目的，本專利技術采用的一種技術方案為：一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，包括：基座；若干噴管，所述若干噴管沿所述基座的軸向延伸并與所述基座氣體連通；至少一層隔板，所述隔板上開設有與所述若干噴管對應的若干通孔5，所述隔板通過所述通孔5套設在所述噴管上。本專利技術一個較佳實施例中，所述隔板的數量設置為至少兩個，相鄰兩所述隔板之間通過間隔件間隔。本專利技術一個較佳實施例中，所述間隔件為套設在所述噴管上的螺套。本專利技術一個較佳實施例中，所述噴管上設有與所述螺套匹配的外螺紋，所述螺套螺紋匹配的設置在所述噴管上。本專利技術一個較佳實施例中，所述氣體花灑裝置還包括與所述若干噴管遠離所述基座的一端配合的端板，且所述若干噴管遠離所述基座的一端通過所述端板相互徑向固定。本專利技術一個較佳實施例中，所述端板上設置有與所述若干噴管對應的若干開孔，所述若干噴管遠離所述基座的一端與所述端板上的若干開孔連通。本專利技術一個較佳實施例中，所述花灑裝置由石墨材料制成。本專利技術采用的另一種技術方案為：一種安裝有氣體花灑裝置的晶體生長爐,包括：反應室、設置在所述反應室內的樣品托、以及設置在所述反應室周向的加熱裝置，其特征在于：所述氣體花灑裝置遠離所述基座一端朝向所述樣品托，所述加熱裝置的位置配合所述樣品托以對其進行加熱。本專利技術一個較佳實施例中，所述樣品托為中部截面直徑小于兩端截面直徑的回轉體結構。本專利技術一個較佳實施例中，所述樣品托由石墨材料制成。本專利技術解決了
技術介紹
中存在的缺陷，本專利技術設置的隔板能夠有效的阻隔來自樣品托和襯底附近的熱輻射，使得花灑裝置整體特別是噴管內外壁均達不到晶體外延生長的溫度，這樣就防止了花灑裝置上生產晶體外延的可能性，保證了源氣不消耗在花灑裝置上，可以順利到達襯底表面，同時也有效延長了花灑裝置的使用壽命。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的優選實施例的花灑裝置的立體結構圖；圖2是安裝有花灑裝置的晶體生長爐結構示意圖；圖中：1、花灑裝置，2、基座，3、噴管，4、隔板，5、通孔5，6、螺套，7、端板，8、樣品托，9、反應室，10、感應線圈。具體實施方式現在結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細的說明，這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。如圖1和圖2所示，一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，包括：基座2；若干噴管3，若干噴管3沿基座2的軸向延伸并與基座2氣體連通；至少一層隔板4，隔板4上開設有與若干噴管3對應的若干通孔5，隔板4通過通孔5套設在噴管3上。在一種實施例中氣體花灑裝置包括，基座2，以及密集排布在基座2上的若干根噴管3，沿噴管3軸向至少設有一層隔板4，每層隔板4均沿噴管3徑向延伸并充滿噴管3之間的間隙，噴管3連通基座2。充滿噴管3之間縫隙的隔板4能夠不留死角的對的來自襯底方向的熱輻射進行阻隔。本專利技術設置的隔板4能夠有效的阻隔來自樣品托8和襯底附近的熱輻射，使得花灑裝置1整體特別是噴管3內外壁均達不到晶體外延生長的溫度，這樣就防止了花灑裝置1上生產晶體外延的可能性，有效延長了花灑裝置1的使用壽命。隔板4上設有若干個通孔5，通孔5與若干個噴管3的排布結構吻合，每個通孔5的孔徑均與對應的噴管3外徑匹配。隔板4的數量設置為至少兩個，相鄰兩隔板4之間通過間隔件間隔，間隔件為套設在噴管3上的螺套6。噴管3上設有外螺紋，螺套6螺紋匹配的設置在噴管3上，每層隔板4均通過每個噴管3上對應的螺套6限位固定，螺套6方便了每層隔板4的位置固定和定位，同時也可以限定相鄰兩層隔板4之間的間距，螺套6兩端的隔板4之間間距可以恰好為螺套6的長度，同時螺套6能夠更好的封閉通孔5與噴管3外壁之間存在的空隙。通過調整螺套6在噴管上的位置可以方便調整每層隔板4的間距。多層隔板4能夠更好更徹底的進行阻隔熱輻射進入花灑裝置1內。氣體花灑裝置1還包括與若干噴管3遠離基座2的一端配合的端板7，且若干噴管3遠離基座2的一端通過端板7相互徑向固定。所有噴管3的自由端均平齊，且自由端處通過端板7相互徑向固定，端板7也可以具有隔板4阻隔熱輻射的功能，同時其保證每個噴管3端部到達襯底的距離均一致。端板7上設置有與若干噴管3對應的若干開孔，若干噴管3遠離基座2的一端與端板7上的若干開孔連通。花灑裝置1和樣品托8均由石墨材料制成，采用石墨材質制作是因為：石墨具有良好的導熱性，保證熱量能夠較均勻的分布到襯底的每一塊面積上，保證外延生長過程中襯底溫場的均勻；同時花灑裝置1和樣品托8采用石墨材質，石墨不會造成晶體外延生長過程對外延的背景摻雜，晶體外延純度進一步得到保障?；⒀b置1能夠朝向其正下方的樣品托8盤噴射氣體，樣品托8能夠水平旋轉。旋轉裝置能夠驅動樣品托8沿花灑裝置1軸線旋轉，旋轉的樣品托8保證襯底每一區域的面積上均具有同等被氣體吹拂沖擊的概率，進而使得襯底上晶體外延生長具有較好均勻性。如圖2所示，一種安裝有氣體花灑裝置的晶體生長爐,包括：反應室9、設置在反應室內9的樣品托、以及設置在反應室9周向的加熱裝置，氣體花灑裝置遠離基座2一端朝向樣品托8，加熱裝置的位置配合樣品托8以對其進行加熱。樣品托8為中部截面直徑小于兩端截面直徑的回轉體結構，樣品托8中部設有徑向尺寸較小的腰部，在樣品托8外周設置的加熱裝置向樣品托8進行振蕩加熱后，樣品托8上部的臺面能夠獲得較為均勻的熱量，熱量在臺面上分布較為均勻，從而保證襯底上的溫度較為均勻，為晶體外延生長過程中提供了均勻的溫度環境，保證襯底上晶體外延生長均有較好的均勻性。采用石墨材質制作樣品托8是因為：石墨具有良好的導熱性，保證熱量能夠較快從腰部傳遞到臺面上，也能夠保本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，其特征在于，包括：基座；若干噴管，所述若干噴管沿所述基座的軸向延伸并與所述基座氣體連通；至少一層隔板，所述隔板上開設有與所述若干噴管對應的若干通孔5，所述隔板通過所述通孔5套設在所述噴管上。

【技術特征摘要】
1.一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，其特征在于，包括：基座；若干噴管，所述若干噴管沿所述基座的軸向延伸并與所述基座氣體連通；至少一層隔板，所述隔板上開設有與所述若干噴管對應的若干通孔5，所述隔板通過所述通孔5套設在所述噴管上。2.根據權利要求1所述的一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，其特征在于：所述隔板的數量設置為至少兩個，相鄰兩所述隔板之間通過間隔件間隔。3.根據權利要求2所述的一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，其特征在于：所述間隔件為套設在所述噴管上的螺套。4.根據權利要求3所述的一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，其特征在于：所述噴管上設有與所述螺套匹配的外螺紋，所述螺套螺紋匹配的設置在所述噴管上。5.根據權利要求1所述的一種用于高溫晶體生長的氣體花灑裝置，其特征在于：所述氣體花灑裝置還包括與所述若干噴管遠離所述基座的一端配合的端板，且...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鞠濤，張立國，李哲，范亞明，張澤洪，張寶順，
申請(專利權)人：中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所，
類型：發明
國別省市：江蘇;32