Mocvd系统及其反应气体输送装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种MOCVD系统的反应气体输送装置，用于反应气体输送与均匀分布控制，能够将进行MOCVD工艺所需的一路反应气体，依次引入至喷淋头上沿圆周边缘布置的第一分布空间，在第一分布空间内侧布置的第二分布空间，以及平行分布在被第二分布空间所限定区域的多个气槽。本发明的装置，使得该路反应气体从腔盖圆周边缘的多个进气点进入，通过两次分配后沿圆弧方向均匀分布，之后通过每个气槽自身开设的多个喷气口或至少一个细缝，将气槽内的反应气体输送至反应腔内。本发明的装置易于加工，可靠性高，能够实现反应气体在外延片表面的均匀分布。
【专利说明】
MOCVD系统及其反应气体输送装置
技术领域
[0001]本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种用于生产化合物半导体光电器件的MOCVD (金属有机化学气相沉淀)系统，以及用于MOCVD工艺反应腔中对参与反应的气体的分配、流动等进行控制的反应气体输送装置。
【背景技术】
[0002]金属有机化学气相沉淀系统(以下简称MOCVD系统)是用于生产半导体光电器件例如LED器件的核心设备。外延反应过程中，反应气体从气源经由反应气体输送装置被引入反应腔，使放置在反应腔内的外延片上能够外延生长形成晶格结构薄膜。
[0003]为了有效控制上述外延生长的高温化学反应过程，通常需要反应气体在外延片的表面上形成均匀浓度、均匀速度、和均匀温度的边界层，以满足外延生长的薄膜在晶格结构和性能上的各项要求，从而提高光电器件的生长质量和良品率，因此MOCVD系统中气体输送装置的设计变得非常关键。
[0004]现有的一种MOCVD系统中，使两种反应气体从反应腔顶端，经由不同的管路分别进入喷淋头中的各自对应的区域，并且对于喷淋头出气面上各路反应气体对应的喷口，通过设计这些喷口的口径大小或沿径向分布的数量及位置等，来对其输送的反应气体的分布进行调节，然而并不能够使气体在外延片上均匀分布。
[0005]此外，现有的另一种MOCVD系统中，使两路反应气体从足够的高度上分别垂直地喷向外延片；并且，该系统中使放置该多个外延片的托盘高速旋转，当其转速足够高(通常大于1000转/每分钟)时，反应气体获得充分的动能，而被迅速输送到外延片的上方进行均匀混合形成边界层，气体分布均匀性有所改善。但是，由于托盘的高速旋转产生的离心力，许多未充分反应的气体和还没有参与反应的气体被一起迅速排出，导致反应气体消耗大量增长，因而在大规模生产中，增加了基片外延的生产成本。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种用于MOCVD系统的反应气体输送装置，能够将外延反应所需的不同化学反应气体分别输入反应腔，实现至少一路气体在外延片表面的均匀分布。
[0007]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种MOCVD系统的反应气体输送装置，所述装置包含位于反应腔顶部的喷淋头，该喷淋头进一步包含:
第一分布空间，其设置在所述喷淋头的圆周边缘；通过与该第一分布空间相连通的分布设置于该喷淋头圆周边缘的多个进气口，将一路反应气体引入所述喷淋头；
第二分布空间，其设置在所述第一分布空间的内侧；所述第二分布空间通过沿其侧壁分布设置的若干匀气孔与第一分布空间连通，将该路反应气体从第一分布空间引入至第二分布空间；
多个气槽，平行地分布在喷淋头上被第二分布空间所限定的区域；且每个气槽通过其两端分别设置的通气孔与第二分布空间连通，将该路反应气体从第二分布空间引入至相应的气槽内；每个气槽还通过自身开设的多个喷气口或至少一个细缝，将该气槽内的该路反应气体输送至反应腔内。
[0008]优选的示例中，所述喷淋头上设有多个独立的区域，对该路反应气体进入喷淋头的多个路径分别进行控制；这些区域按照平行于所述喷淋头的中心线的直线划分，以使每个区域的两端包含分别位于该区域第一侧和第二侧的区段，每个区段上开设有至少一个所述进气口以引入该路反应气体；
每个区域同一侧的区段，包含属于第一分布空间的第一分布区段，和与该第一分布区段相应连通并且属于第二分布空间的第二分布区段；每个区域还包含所述气槽中的若干个气槽，每个气槽连通相应区域第一侧与第二侧的第二分布区段；
各区域的第一侧和第二侧与该区域中各气槽的第一端和第二端各自相对应；各气槽第一端与第二端的连线与所述中心线平行或重合；该中心线是所述喷淋头上其中一个直径所在的直线。
[0009]优选的示例中，所述喷淋头的第一分布空间中，不同区域的第一分布区段相应连通或相互隔断，以使第一分布空间内部形成一个供该路反应气体流通的整体空间，或者形成该路反应气体不能相互流通的若干个子空间；
所述喷淋头的第二分布空间中，不同区域的第二分布区段之间通过设置隔断体相互隔断，防止该路反应气体在不同区域的第二分布区段之间流通。
[0010]优选的示例中，所述第一分布空间通过口径大小不同和/或在圆周上分布密度不同的匀气孔，将该路反应气体引入至第二分布空间；
所述第二分布空间通过口径大小不同和/或在圆周上分布密度不同的通气孔，将该路反应气体引入至各气槽；
通过所述匀气孔和/或通气孔，使最终引入至各气槽的该路反应气体的流量与各气槽的长度或体积相匹配。
[0011]优选的示例中，所述反应腔的顶部还设置有位于喷淋头上方的匀气板，和位于所述匀气板上方的腔盖；且所述腔盖的边缘分布设置有多个进气通道，与所述喷淋头的第一分布空间的进气口对应连通，向喷淋头输送该路反应气体；
所述匀气板与腔盖之间形成有上游空间，该上游空间与设置在所述腔盖中心的第一进气通道连通，以引入另一路反应气体；
所述匀气板与喷淋头之间形成有下游空间，该下游空间通过分布在匀气板上的多个气孔，将该另一路反应气体从上游空间引入至下游空间；
所述喷淋头还开设有输送该另一路反应气体的喷气口或细缝，将该另一路反应气体从下游空间输送至反应腔内。
[0012]优选的示例中，所述另一路反应气体的喷气口或细缝开设在相邻两个气槽之间形成的气道处；所述喷淋头上若干列输送该另一路反应气体的气道，及若干列输送该路反应气体的气槽，相互平行且间隔布置。
[0013]优选的示例中，所述该另一路反应气体的喷气口是直径先大后小的台阶孔；和/或，所述该路气体的喷气口是直径先小后大的台阶孔。
[0014]优选的示例中，所述该路气体的喷气口向反应腔输送该路反应气体的出气面下方，与倒V型沟槽的位于上方的槽底连通；每个气槽分别与一个倒V型沟槽贯通。
[0015]优选的示例中，所述喷淋头上，该另一路反应气体喷气口向反应腔输送该另一路反应气体的出气面，位于与之相邻的两个倒V型沟槽之间的凸起部位；
其中，所述该另一路反应气体喷气口的出气面低于所述该路反应气体喷气口的出气面，而使该另一路喷气口的出气面更接近于反应腔内放置外延片的托盘。
[0016]优选的示例中，所述该另一路反应气体是单独的一路金属有机源气体，或者是混合多种气体得到的一路第一复合气体，该第一复合气体中包含金属有机源气体；所述该路反应气体是单独的一路氨气，或者是混合多种气体得到的一路第二复合气体，该第二复合气体中包含氨气。
[0017]本发明的另一个技术方案是提供一种MOCVD系统，其包含:上述任意一项实施例中的反应气体输送装置；
该MOCVD系统中还包含反应腔，位于反应腔顶部的腔盖，位于反应腔内的托盘；
反应气体输送装置位于腔盖的下方及托盘的上方，将MOCVD工艺所需的反应气体引入至反应腔内，通过输送至托盘上的反应气体对外延片进行处理。
[0018]与现有技术相比，本发明实施例中提供的MOCVD系统及其反应气体输送装置，其优点在于:能够使一路反应气体(例如NH3)从腔盖圆周边缘的多个进气点进入，通过两次分配使这一路反应气体沿圆弧方向均匀分布。
[0019]本发明的优选实施例中，一路反应气体从喷淋头的四周多点进入反应腔，通过两次分布调控来实现均匀分布，这里的第一分布空间和第二分布空间都是沿着圆周方向的一段圆弧。这些进气点的流量还可以分成多个区域分别进行控制:使得该路反应气体从每个进气点进入后，进入相应区域的第一分布空间，再通过沿圆周分布的匀气孔进入对应的第二分布空间；第二分布空间与多条相互独立的平行狭长气槽相通，经过前面的合理分配，进入狭长气槽的第二反应气体能够与狭长气槽各自的体积大小/长度相匹配，使得经过气槽底部的每一个喷气口进入反应腔的气体流量尽可能均匀分配。
[0020]本发明的优选实施例中，为了减少两种反应气体在喷淋头表面的混合并形成沉积，分别控制了两种反应气体离开喷淋头的速度，使第一反应气体(MO源)以较快的速度，喷射状迅速离开；第二反应气体(NH3)以较慢速度扩散后离开。因此喷淋头的出气结构有以下几个设计特征:a，喷淋头出气表面垂直向下，表面开有一系列平行沟槽，沟槽成倒V形。b，倒V槽下端尖部(距离托盘近)是第一反应气体的出气面，上面布置的是先大后小的台阶孔。c，倒V槽上部槽底(距离托盘远)是第二反应气体的出气面，上面布置的是先小后大的台阶孔；经过台阶孔及逐渐扩大的V形开口，使第二反应气体扩散后，蔓延下来。d最终的出气通道可以是多个喷孔(出气孔)或者细缝。e，V行槽的两侧面可以是直面也可以是弧面。
[0021]综上所述，本发明各个实施例的装置在结构上易于制造加工，可靠性高，成本低，能够实现至少一路反应气体在外延片表面的均匀分布。
【附图说明】
[0022]图1是本发明一个实施例中MOCVD系统的剖面示意图；
图2是本发明一个实施例中反应气体输送装置的喷淋头沿C-C面剖开后的水平剖视图；
图3是本发明一个实施例中反应气体输送装置A-A向的立体剖视图； 图4是本发明一个实施例中反应气体输送装置B-B向的立体剖视图；
图5是本发明一个实施例中喷淋头沿C-C面剖开后的局部放大的立体示意图；
图6是本发明一个实施例中喷淋头沿C-C面剖开后的局部放大的水平示意图；
图7是本发明一个实施例中喷淋头沿中心线及沿C-C面剖开后的立体剖视图；
图8是本发明一个实施例中第一喷气口的剖面图；
图9是本发明一个实施例中喷淋头沿C-C面及A’ -A’向剖开后的立体剖视图，示出第二喷气口的剖面；
图10是图9的仰视图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明实施例进行具体介绍。
[0024]本发明一个实施例中提供了一种MOCVD系统的反应气体输送装置，用于反应气体输送与均匀分布控制。如图1所示，MOCVD系统包含反应腔100，位于反应腔100顶部的腔盖200，位于腔盖200下方的反应气体输送装置，以及在反应腔100内位于反应气体输送装置下方的用于放置外延片600 (或称基片)的托盘500。其他例如是托盘500的加热器、支撑并带动托盘500旋转的中心轴等设备，均可以按照实际应用情况来配备，本文中不一一列举。本实施例中的反应气体输送装置，用于将外延反应处理需要使用的至少两路反应气体，引入该反应腔100内，并使至少一路反应气体能够在外延片600表面均匀分布，以利于在外延片600上生长高质量的外延薄膜，提高半导体光电器件的良品率。
[0025]下面以两路反应气体为例进行说明，所引入的两路反应气体中的每一路反应气体，可以是单纯的一种气体，也可以是混合两种或更多种气体的复合气体。在实际应用中，往往设置的第一反应气体为MO源(金属有机源)气体，第二反应气体为NH3 (氨气)气体。
[0026]参见图3所示装置为图2中A-A向剖开的立体剖视图，以图3右半侧的箭头为例表示第一反应气体的输送与均匀分布控制情况。本发明一个实施例提供的反应气体输送装置中，在腔盖200的下方设置有匀气板300，例如可以使该匀气板300通过其边缘向上延伸的部位来与腔盖200底部相连接。所述匀气板300与腔盖200之间形成有一个空间(称之为上游空间G1’)；第一反应气体通过从腔盖200中心位置穿过的第一进气通道10输送到上游空间Gl ’内之后，沿径向、向四周扩散，进行一次分布的调控。
[0027]在匀气板300的下方设置有喷淋头400，例如可以使该喷淋头400通过其边缘部分401来与腔盖200边缘向下的延伸部分201相连接；所述喷淋头400与匀气板300之间形成有另一个空间(称之为下游空间G1”)，使得第一反应气体能够经过匀气板300上分布的大量气孔，从上游空间G1’向下输送到下游空间G1”，从而对该第一反应气体进行又一次分布的调控，使得下游空间G1”中的第一反应气体分布更加均匀。第一反应气体进一步通过喷淋头400上设置的第一喷气口 11向下垂直地输送至反应腔100内。
[0028]配合图3，并参见图4所示装置在图2中B-B向剖开的立体剖视图，以图3左半侧的箭头为例表示第二反应气体的输送与均匀分布控制情况。腔盖200边缘分布设置有多个第二进气通道20，第二进气通道20从腔盖200边缘的延伸部分201穿过，将第二反应气体输送至喷淋头400边缘部分401内部环绕设置的第一分布空间G2’中；该第一分布空间G2’内部可以是一个气体能够流通的整体空间，也可以是相互隔断而使气体不能流通的若干个子空间(优选是分隔成若干个对称的子空间)。在喷淋头400边缘部分401的内部也环绕设置有第二分布空间G2”，在一个可选方案中，第二分布空间G2”位于第一分布空间G2’的内侦牝在将其(第二分布空间G2”)与第一分布空间G2’隔开的环形隔板上开设有多个匀气孔31，使得引入的第二反应气体通过这些匀气孔31从第一分布空间G2’输送到第二分布空间G2”内，实现对第二反应气体的一次分配调控。
[0029]参见图2所示喷淋头沿C-C面剖开后的水平剖视图。第二分布空间G2”进一步与该喷淋头400上设置的多个狭长的气槽42分别连通，气槽42分布在喷淋头400上由所述第二分布空间G2”包围起来的位置。各气槽42与该喷淋头400上的某个直径相互平行或重合，为表达方便，称该直径所在的直线为喷淋头400的中心线40。由于第二反应气体通过喷淋头400的四周进气，而为了有效控制气体分布，在喷淋头400上按照平行于所述中心线40的直线划分有多个独立的区域，例如3个区域，在不同区域对第二反应气体实现分别调控，通常这些区域沿喷淋头的中心线40对称分布。在一个优选的实施方案中，第一分布空间G2’被分隔成若干个子空间，相应地，第二分布空间G2”也被分隔成相同数量的子空间，且第一分布空间G2’的子空间和第二分布空间G2”的子空间一一对应。或者在另一个可选方案中，第一分布空间G2’被分隔成若干个子空间，相应地，第二分布空间G2”也被分隔成若干个子空间，对喷淋头中间区域例如区域61，第一分布空间G2’的每个子空间对应于第二分布空间G2”的一个子空间，对喷淋头外围区域例如区域62，可以由第一分布空间G2’的多个子空间对应于第二分布空间G2”的一个子空间。
[0030]其中，每个区域各自包含位于第一侧和第二侧的区段(第一侧大致在图2中A-A线上方的弧形位置，对应各个气槽42的第一端；第二侧大致为A-A线下方的弧形位置，对应各个气槽42的第二端)；每个区域在第一侧设有至少一个进气口 21，在第二侧也设有至少一个进气口 22 ;所有的进气口 21或22与腔盖200边缘分布的对应的第二气体通道20相应连通，将第二反应气体从圆周引入喷淋头400。每个区域同一侧的区段，包含属于第一分布空间G2’的子空间，和与之(第一分布空间G2’的子空间)通过匀气孔31连通的属于第二分布空间G2”的子空间的全部或者部分；每个区域包含若干个气槽42 ;各气槽42的第一端和第二端分别设置通气孔32 (见图5 ;图6中被省略)与该区域第一侧及第二侧的第二分布空间G2”连通。
[0031]图2中以喷淋头400划分第一区域61和第二区域62为例进行说明。第二区域62包含在物理上/空间上相互隔离的左侧部分和右侧部分，第一区域61位于第二区域62的左侧部分和右侧部分之间。在通入第二反应气体时，左侧部分与右侧部分可以共用同一个气路，也可以各自采用不同的气路。
[0032]以一个区域62的左侧部分为例进行说明，通过上述实施例中的结构设置，第二反应气体通过进气口 21进入位于第一侧的第一分布空间G2’的子空间，并进入第二分布空间G2”的子空间，此外第二反应气体进入位于第二侧的第一分布空间G2’的另一个子空间，并进入第二分布空间G2”的同一个子空间，第二反应气体通过各气槽42的第一端和第二端的通气孔32分别进入该气槽，实现第二反应气体在该气槽内的均勾分布。
[0033]请进一步配合参见图5、图6所示喷淋头400沿C-C面剖开后的局部放大示意图。第一分布空间G2’包含属于第一区域61的两个弧形的第一分布区段61’，和属于第二区域62的两个弧形的第一分布区段62’。第一分布空间G2’的这些分布区段61’和62’可以相互连通也可以相互隔开，其各自开设有进气口 21、22与喷淋头400边缘分布的第二进气通道20相应连通，以引入第二反应气体。
[0034]第二分布空间G2”中，包含属于第一区域61的两个弧形的第二分布区段61”，和属于第二区域62的两个弧形的第二分布区段62”。其中，第一区域61的第一分布区段61’和第二分布区段61”相应连通；第二区域的第一分布区段62’和第二分布区段62”相应连通。但位于不同区域的第二分布区段61”和62”之间通过设置隔断体70来隔开，以使流入第一区域61第二分布区段62”的第二反应气体不会再流入第二区域62 ;反之亦然。同样，分别流入第二区域62左侧和右侧的第二反应气体也不会流入对方空间。
[0035]每一个独立的气槽42通过两端的通气孔32与第二分布空间G2”(相应区域的第二分布区段62”)连通，来将第二反应气体从喷淋头400的周边引入，实现二次分配调控；第二反应气体在各个气槽42中均匀扩散，再由每个气槽42上布置的第二喷气口 12将第二反应气体向下垂直地输送至反应腔100内。鉴于各个气槽42的长短不一，进入每道气槽42的气体流量也不一样，对此可以通过第一分布空间G2’与第二分布空间G2”之间所设各个匀气孔31的口径大小和/或各个匀气孔31在圆周上的分布密度来调节；或者，在另一实施例中，也可以对各气槽42两端的通气孔32的口径大小和/或这些通气孔32在圆周上的分布密度来调节(对通气孔32分布密度的调节，也需要确保每个气槽42的同一端至少有一个通气孔32)。通过上述匀气孔31和/或通气孔32的设置，使得进入各气槽42的第二反应气体的气体流量与各气槽42的体积/长度相匹配，实现第二反应气体的均匀分配。
[0036]配合参见图2、图7、图9所示，相邻的气槽42之间凸起形成为气道41，喷淋头400上用来向反应腔100输送第一反应气体的所述第一喷气口 11，即开设在气道41处。S卩，喷淋头400上包含若干列设置第一喷气口 11的气道41，和若干列设置第二喷气口 12的气槽42，所述的气道41与气槽42间隔布置，分别平行于中心线40。从图中可以清楚看出，气道41的上表面高于气槽42的底面。
[0037]如图9中的空心箭头所示，所述气道41的第一喷气口 11下端的出气面Q1，低于所述气槽42的第二喷气口 12下端的出气面Q2，即前者更接近于放置外延片600的托盘500。在不同的示例中，每个气道41上的第一喷气口 11是多个出气孔或者是一个细缝；每个气槽42上的第二喷气口 12是多个出气孔或者是一个细缝。
[0038]如图8所示，将各个第一喷气口 11设计为直径先大后小的台阶孔，从而使第一反应气体能够快速地离开喷淋头400底部的出气表面，因而可以有效防止两种气体过早接触反应而在该出气表面形成沉积的问题。
[0039]配合参见图9、图10所示，图3所示A-A向表示了第一喷气口 11的剖面，图9所示A’-A’向表示了第二喷气口 12的剖面。为了让处于同一狭长气槽42的第二喷气口 12能够有均匀的气体流出，并且在喷淋头400的出气表面形成足够面积的吹扫用气流，特别对第二喷气口 12设计了如下的结构:第二喷气口 12上端的开口较小，使第二反应气体能够在所进入的气槽42中均匀扩散，而避免该第二反应气体从第二喷气口 12快速流出而导致气槽42中的气体浓度过低；同时，第二喷气口 12下端的开口较大，保证第二反应气体从喷淋头400释放时可以覆盖较大的表面积，从而对喷淋头400的整个出气表面实现吹扫，减少第一反应气体在出气表面吸附的机会，减少沉积。
[0040]基于上述结构提供的一个优选的示例中，每个第二喷气口 12是先小后大的台阶孔；所述台阶孔的上部气孔连通气槽42的底部，该上部气孔的直径足够小，实现一定程度的阻塞，从而让第二反应气体在狭长的气槽42里能够均匀扩散。所述上部气孔的下方连通下部气孔，下部气孔的直径大于上部气孔的直径，保证第二反应气体从喷淋头400处释放时可以充分扩散。
[0041]所述第二喷气口 12下部气孔的下方再进一步连通一个倒V型的沟槽43，沟槽43的侧面可以是直面也可以是弧面。第一喷气口 11的出气面Ql与相邻倒V型沟槽43之间的喷淋头400部位相对应，距离托盘500近；第二喷气口 12的出气面Q2对应各个倒V型沟槽43的槽底，距离托盘500远。每个沟槽43贯通了与之对应的一道气槽42上所有第二喷气口 12的下部气孔，使得第二反应气体能够充分扩散，起到限定第一反应气体扩散以及吹扫喷淋头400出气表面的作用。
[0042]综上所述，本发明一个实施例中用于MOCVD系统的反应气体输送装置，使第一反应气体(例如MO源)从腔盖200中心“一点”进入并在平面沿径向由中心向四周扩散，经过圆形匀气板300上密布的气孔、喷淋头400的第一喷气口 11进行了两次分配，从而在喷淋头400的圆形出气表面上均匀分布。
[0043]使第二反应气体(例如NH3)从腔盖200圆周的边缘“多点”进入，且在喷淋头400中划分多个区域对这些进气点的第二反应气体流量分别进行控制。第二反应气体从相应区划的进气点进入后，经过沿圆周方向分属于第一分布空间G2’和第二分布空间G2”的弧形区段进行两次分配，使之后从两端通入各条独立的平行狭长气槽42的第二反应气体与各气槽42的体积/长度相匹配，从而实现经过气槽42底部第二喷气口 12输送至反应腔100的第二反应气体的流量相同，并在喷淋头400的出气表面上均匀分布。
[0044]进一步地，本发明实施例中使气道41与气槽42间隔布置，并且设计第一喷气口 11为先大后小的台阶孔，第二喷气口 12为先小后大的台阶孔并连通倒V型的沟槽43，来对两种反应气体离开喷淋头400的速度及形态进行控制，使得第一种反应气体(MO源)能够以较快速度迅速离开喷淋头400 ;第二种反应气体(NH3)则先以较慢速度在气槽42内均匀扩散，再通过扩大的开口迅速扩散，对喷淋头400进行吹扫后离开喷淋头400，从而减少两种反应气体过早在喷淋头400表面混合形成的沉积。
[0045]此外，本发明一个实施例还提供了一种MOCVD系统，包括上述实施例提供的反应气体输送装置，该MOCVD系统中还包含反应腔，位于反应腔顶部的腔盖，以及位于反应腔内的托盘；其中反应气体输送装置位于腔盖的下方及托盘的上方，将MOCVD工艺所需的反应气体引入至反应腔内，并保证至少一路反应气体能够在反应腔内实现均匀分布。
[0046]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1.一种MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于，所述装置包含位于反应腔顶部的喷淋头，该喷淋头进一步包含: 第一分布空间，其设置在所述喷淋头的圆周边缘；通过与该第一分布空间相连通的分布设置于该喷淋头圆周边缘的多个进气口，将一路反应气体引入所述喷淋头； 第二分布空间，其设置在所述第一分布空间的内侧；所述第二分布空间通过沿其侧壁分布设置的若干匀气孔与第一分布空间连通，将该路反应气体从第一分布空间引入至第二分布空间； 多个气槽，平行地分布在喷淋头上被第二分布空间所限定的区域；且每个气槽通过其两端分别设置的通气孔与第二分布空间连通，将该路反应气体从第二分布空间引入至相应的气槽内；每个气槽还通过自身开设的多个喷气口或至少一个细缝，将该气槽内的该路反应气体输送至反应腔内。2.如权利要求1所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述喷淋头上设有多个独立的区域，对该路反应气体进入喷淋头的多个路径分别进行控制；这些区域按照平行于所述喷淋头的中心线的直线划分，以使每个区域的两端包含分别位于该区域第一侧和第二侧的区段，每个区段上开设有至少一个所述进气口以引入该路反应气体； 每个区域同一侧的区段，包含属于第一分布空间的第一分布区段，和与该第一分布区段相应连通并且属于第二分布空间的第二分布区段；每个区域还包含所述气槽中的若干个气槽，每个气槽连通相应区域第一侧与第二侧的第二分布区段； 各区域的第一侧和第二侧与该区域中各气槽的第一端和第二端各自相对应；各气槽第一端与第二端的连线与所述中心线平行或重合；该中心线是所述喷淋头上其中一个直径所在的直线。3.如权利要求2所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述喷淋头的第一分布空间中，不同区域的第一分布区段相应连通或相互隔断，以使第一分布空间内部形成一个供该路反应气体流通的整体空间，或者形成该路反应气体不能相互流通的若干个子空间； 所述喷淋头的第二分布空间中，不同区域的第二分布区段之间通过设置隔断体相互隔断，防止该路反应气体在不同区域的第二分布区段之间流通。4.如权利要求1所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述第一分布空间通过口径大小不同和/或在圆周上分布密度不同的匀气孔，将该路反应气体引入至第二分布空间； 所述第二分布空间通过口径大小不同和/或在圆周上分布密度不同的通气孔，将该路反应气体引入至各气槽。5.如权利要求1或2所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述反应腔的顶部还设置有位于喷淋头上方的匀气板，和位于所述匀气板上方的腔盖；且所述腔盖的边缘分布设置有多个进气通道，与所述喷淋头的第一分布空间的进气口对应连通，向喷淋头输送该路反应气体； 所述匀气板与腔盖之间形成有上游空间，该上游空间与设置在所述腔盖中心的第一进气通道连通，以引入另一路反应气体； 所述匀气板与喷淋头之间形成有下游空间，该下游空间通过分布在匀气板上的多个气孔，将该另一路反应气体从上游空间引入至下游空间； 所述喷淋头还开设有输送该另一路反应气体的喷气口或细缝，将该另一路反应气体从下游空间输送至反应腔内。6.如权利要求5所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述另一路反应气体的喷气口或细缝开设在相邻两个气槽之间形成的气道处；所述喷淋头上若干列输送该另一路反应气体的气道，及若干列输送该路反应气体的气槽，相互平行且间隔布置。7.如权利要求6所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述该另一路反应气体的喷气口是直径先大后小的台阶孔；和/或 所述该路气体的喷气口是直径先小后大的台阶孔。8.如权利要求6所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述该路气体的喷气口向反应腔输送该路反应气体的出气面下方，与倒V型沟槽的位于上方的槽底连通；每个气槽分别与一个倒V型沟槽贯通。9.如权利要求8所述MOCVD系统的反应气体输送装置，其特征在于， 所述喷淋头上，该另一路反应气体喷气口向反应腔输送该另一路反应气体的出气面，位于与之相邻的两个倒V型沟槽之间的凸起部位； 其中，所述该另一路反应气体喷气口的出气面低于所述该路反应气体喷气口的出气面，而使该另一路喷气口的出气面更接近于反应腔内放置外延片的托盘。10.一种MOCVD系统，其特征在于，包含: 权利要求1~9中任意一项所述的反应气体输送装置； 所述MOCVD系统中还包含反应腔，位于反应腔顶部的腔盖，位于反应腔内的托盘； 所述反应气体输送装置位于腔盖的下方及托盘的上方，将MOCVD工艺所需的反应气体引入至反应腔内，通过输送至托盘上的反应气体对外延片进行处理。
【文档编号】C30B25/14GK106011789SQ201510136744
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年3月26日
【发明人】陈爱华, 张伟, 金小亮, 吕青, 徐春阳, 陈凯辉
【申请人】中晟光电设备（上海）股份有限公司