一种mocvd反应室的流场挡板机构及mocvd反应室的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种MOCVD反应室的流场挡板机构，包括挡板主体，所述挡板主体为环形挡板，环形挡板的内部设有挡板冷却液通道，所述环形挡板的顶部环形平面安装多根内设连杆冷却液通道的连杆，所述连杆冷却液通道与挡板冷却液通道相通；该挡板机构还设有通过连接机构安装在环形挡板内环面内侧的多个轴线相同而半径不同的环形的内圈挡板。本实用新型所述的挡板机构能够上下移动，从而能够充分的满足MOCVD自动化生产的要求。内圈挡板的设计能够极大的节约能源，提升反应室内部升降温的速度，并且内圈挡板采用金属薄板制作既方便维护又能够在极低的成本下实现反应室内部流场及热场调整。
【专利说明】-种MOCVD反应室的流场挡板机构及MOCVD反应室
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种用于MOCVD反应室内部的流场调整及隔热机构，特别涉及一 种用于金属有机化学气相沉积反应器的挡板机构。
【背景技术】
[0002] MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)设备，即金属有机物化学气 相沉积设备，其使含有II族或III族元素的金属有机物源（M0源)与含有VI族或V族元素的气 体源在严格控制的条件下在晶片上反应，生长得到所需要的薄膜材料。在M0CVD设计中，其 最重要的部分在于反应室内部流场及热场的设计，只有设计最合适的流场及热场才能使反 应室内部的反应过程平稳进行，提高反应物源材料的利用率，并提高趁沉积薄膜的质量。
[0003] 在垂直式M0CVD中，载片盘旁边的挡板显得尤其重要，其直接影响载片盘上方的 流场分布，并且由于该挡板离载片盘很近，其对载片盘表面的温场分布也具有一定程度的 影响。现有的设计方案中第一种为采用全金属环制作的挡板，如图1所示。第二种为采用 非金属结构或者复合的非金属材料制作的挡板装置，如图2所示。
[0004] 图1所示的第一种方案中，整个挡板为一个整体，并且其内部一般通有冷却液进 行冷却，制造、安装方便，整流效果也很好。但是由于该方案中挡板为一个整体，并且金属本 身热导率高，其在设备工作过程中热损耗较高；另外，由于整个挡板为一个整体，如要调整 挡板的形状，只能对整个挡板进行更换，不利于设备的持续改进。
[0005] 图2所示的第二种方案为采用非金属如陶瓷、石墨等材料设计制造的挡板，由于 非金属材料的热导率及热容量都较低，设备工作过程中热损耗较小，整流效果也很好。但 是，非金属材料的强度受限，一般采用与上部喷淋头固连的方式，不适用于M0CVD设备中基 片载盘的传输，从而不利于M0CVD设备自动化生产的进行。此外，此种挡板一般也是作为一 个整体，不利于设备的持续改进。
【发明内容】
[0006] 本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种M0CVD反应室的流场挡 板机构及M0CVD反应室，挡板机构能够方便调整反应室内部流场及热场。
[0007] 本实用新型的技术方案为，一种M0CVD反应室的流场挡板机构，包括挡板主体，所 述挡板主体为环形挡板，环形挡板的内部设有挡板冷却液通道，所述环形挡板的顶部环形 平面安装多根内设连杆冷却液通道的连杆，所述连杆冷却液通道与挡板冷却液通道相通； 该挡板机构还设有通过连接机构安装在环形挡板内环面内侧的多个轴线相同而半径不同 的环形的内圈挡板。
[0008] 冷却液通过连杆进入环形挡板内部对环形挡板主体进行冷却。采用了内圈多层内 圈挡板的结构，能够满足设备快速升降温的要求，并且节能环保。内圈挡板采用金属薄板制 作，可以方便的制造出各种形状，在极低的成本条件下实现反应室内部流场及热场的调整。 并且挡板主体内部还可通入温度固定的冷却液，能够更好的对反应室内部的温场进行控制
[0009] 优选的，所述内圈挡板由钥、鹤等难烙金属制成，单圈挡板的厚度为0. 5mm-2mm。
[0010] 所述环形挡板的底部环面安装环形的底部挡板，底部挡板的内环面与多组内圈挡 板中最内侧的内圈挡板在同一环面，而底部挡板的外环面与环形挡板的外侧环面在同一环 面。底部挡板使用螺栓连接安装于挡板主体的底部环面上。
[0011] 所述底部挡板靠近内侧环面的板面上设有多组底部挡板通孔。底部挡板通孔的作 用是用于调节内圈挡板之间的空间压强，通过详细设计底部挡板通孔的大小及分布，可以 保证在工艺过程中时，既不会有大量的反应气体从底部挡板通孔中通过，又能够保证内圈 挡板之间空间内的气体不会从与环形挡板顶部环面平齐的空隙中逸出到基片载盘的反应 区域中。
[0012] 所述各内圈挡板的顶面与环形挡板的顶部环面在同一平面，而各内圈挡板的底面 与环形挡板的底部环面在同一平面。
[0013] 所述连接机构包括设置在相邻内圈挡板之间的支撑垫片及穿过各内圈挡板、支撑 垫片并穿入环形挡板的紧定螺钉。环形垫片用于对内圈挡板进行定位，确保内圈挡板内部 圆环的圆度。内圈隔热挡板采用螺钉安装与挡板主体上，可以方便的拆卸、更换，方便设备 的维护及改进。
[0014] 所述挡板主体由不锈钢制成。
[0015] 本实用新型的技术方案还包括一种M0CVD反应室，反应室内设有基片载盘和挡板 机构，反应室的顶端设有气体分布装置，其特征是，所述挡板机构为上述挡板机构，所述挡 板主体置于反应室壁与基片载盘之间，所述连杆穿过气体分布装置。
[0016] 本实用新型所述的挡板机构能够上下移动，从而能够充分的满足M0CVD自动化生 产的要求。内圈挡板的设计能够极大的节约能源，提升反应室内部升降温的速度，并且内圈 挡板采用金属薄板制作既方便维护又能够在极低的成本下实现反应室内部流场及热场调 整。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为【背景技术】中第一种M0CVD反应室挡板的结构示意图；
[0018] 图2为【背景技术】中第二种M0CVD反应室挡板的结构示意图；
[0019] 图3为本实用新型所述挡板机构的结构示意图；
[0020] 图4为图3的局部剖视图；
[0021] 图5为图4中底部挡板的结构示意图；
[0022] 图6为本实用新型所述M0CVD反应室的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 如图3、图4所示，一种M0CVD反应室的流场挡板机构，环形挡板6的内部设有挡板 冷却液通道11，环形挡板6的顶部环面5安装2根内设连杆冷却液通道10的连杆4,连杆 冷却液通道10与挡板冷却液通道11相通；该挡板机构还设有通过连接机构安装在环形挡 板6内环面内侧的3个轴线相同而半径不同的环形的内圈挡板7。环形挡板6的底部环面 12安装环形的底部挡板13,底部挡板13通过螺栓与环形挡板6固连。底部挡板13的内环 面与多组内圈挡板中最内侧的内圈挡板在同一环面，而底部挡板13的外环面与环形挡板6 的外侧环面在同一环面。各内圈挡板7的顶面与环形挡板6的顶部环面5在同一平面，而 各内圈挡板7的底面与环形挡板6的底部环面12在同一平面。连接机构包括设置在相邻 内圈挡板7之间的支撑垫片9及穿过各内圈挡板7、支撑垫片9并穿入环形挡板6的紧定螺 钉8。
[0024] 挡板主体由不锈钢制成。内圈挡板由钥制成，单圈挡板的厚度为0. 5mm。
[0025] 如图5所示，底部挡板13靠近其内侧环面的板面上设有4组底部挡板通孔14。
[0026] 如图6所示，一种M0CVD反应室，反应室内设有基片载盘2和上述挡板机构，反应 室的顶端设有气体分布装置1，挡板主体置于反应室壁与基片载盘2之间，连杆4穿过气体 分布装置1。当基片载盘处于环形挡板6的顶部环面5与底部环面12之间，内圈挡板7环 绕基片载盘。基片载盘还可处于环形挡板6的顶部环面5与底部环面12之外。并且由于 本实用新型的挡板机构采用了内圈隔热板的设计，其隔热能力大大提高，减少了载片盘上 温度急剧变化时对挡板机构主体，特别是环形挡板101的热冲击，从而使的实用新型可以 应用于温度更高的M0CVD中，比如沉积A1N薄膜的M0CVD (最高温度高达1500°C )中。
【权利要求】
1. 一种MOCVD反应室的流场挡板机构，包括挡板主体，其特征是，所述挡板主体为环形 挡板（6 )，环形挡板（6 )的内部设有挡板冷却液通道（11)，所述环形挡板（6 )的顶部环面（5 ) 安装多根内设连杆冷却液通道（10)的连杆（4)，所述连杆冷却液通道（10)与挡板冷却液通 道（11)相通；该挡板机构还设有通过连接机构安装在环形挡板（6)内环面内侧的多个轴线 相同而半径不同的环形的内圈挡板（7)。
2. 根据权利要求1所述M0CVD反应室的流场挡板机构，其特征是，所述环形挡板（6)的 底部环面（12)安装环形的底部挡板（13)，底部挡板（13)的内环面与多组内圈挡板中最内 侧的内圈挡板在同一环面，而底部挡板（13)的外环面与环形挡板（6)的外侧环面在同一环 面。
3. 根据权利要求2所述M0CVD反应室的流场挡板机构，其特征是，所述底部挡板（13) 靠近其内侧环面的板面上设有多组底部挡板通孔（14)。
4. 根据权利要求1或2所述M0CVD反应室的流场挡板机构，其特征是，所述各内圈挡板 (7)的顶面与环形挡板（6)的顶部环面（5)在同一平面，而各内圈挡板（7)的底面与环形挡 板（6)的底部环面（12)在同一平面。
5. 根据权利要求1或2所述M0CVD反应室的流场挡板机构，其特征是，所述连接机构包 括设置在相邻内圈挡板（7)之间的支撑垫片（9)及穿过各内圈挡板（7)、支撑垫片（9)并穿 入环形挡板（6)的紧定螺钉（8)。
6. 根据权利要求1或2所述M0CVD反应室的流场挡板机构，其特征是，所述挡板主体由 不锈钢制成。
7. -种M0CVD反应室，反应室内设有基片载盘（2)和挡板机构（3)，反应室的顶端设有 气体分布装置（1 )，其特征是，所述挡板机构为权利要求1-6之一所述挡板机构，所述挡板 主体置于反应室壁与基片载盘（2)之间，所述连杆（4)穿过气体分布装置（1)。
【文档编号】C23C16/455GK203947158SQ201420364832
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】罗才旺, 魏唯, 程文进 申请人:中国电子科技集团公司第四十八研究所