加热装置和外延工艺设备的制作方法

本申请涉及半导体制备，具体地，涉及一种加热装置和应用该加热装置的外延工艺设备。

背景技术：

1、金属有机化合物化学气相沉积(mocvd)是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，具有对组分层厚界面精准控制，较低的维护费用等适合工业生产的特点，广泛应用于半导体材料和设备以及薄膜制备等领域。

2、mocvd设备一般包括反应腔室、传片系统、尾气处理系统等组成，在其中最核心的部件为反应腔室。为保证反应腔室中晶体外延生长能够顺利进行，常常采用电磁感应加热方式的加热装置对反应腔室内的石墨盘进行加热。电磁感应线圈产生磁场，用于将石墨件加热，石墨件再将温度进行传递，从而保证反应的温度。相关技术中的加热装置的加工难度较高、可靠性较差。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的实施例提出一种加热装置，该加热装置具有可靠性较高、加工难度较低的优点。

2、本申请实施例的加热装置包括冷却室，所述冷却室内充填有绝缘冷却液；加热盘，所述加热盘由导体材质制作，所述加热盘设于所述冷却室的外侧；电磁感应线圈，所述电磁感应线圈设于所述冷却室内，且所述电磁感应线圈浸没于所述绝缘冷却液中，所述电磁感应线圈内的电流可调，以改变所述加热盘处的磁通量并感应加热所述加热盘。

3、本申请实施例的加热装置将电磁感应线圈浸没于绝缘的冷却液中，通过绝缘冷却液对电磁感应线圈进行冷却的冷却效果较好，且由于电磁感应线圈浸没于绝缘冷却液中，相较于相关技术中的电磁感应线圈，本申请实施例的加热装置的电磁感应线圈不需要在表面电镀贵金属，减少了本申请实施例的加热装置的加工工艺的复杂性，从而使本申请实施例的加热装置具有可靠性较高、加工难度较低的优点。

4、在一些实施例中，所述加热装置还包括电极，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极的一端与所述电磁感应线圈的一端相连，所述第一电极的另一端延伸至所述冷却室的外侧，所述第二电极的一端与所述电磁感应线圈的另一端相连，所述第二电极的另一端延伸至所述冷却室的外侧。

5、在一些实施例中，所述电磁感应线圈为实心线圈；

6、和/或，所述电磁感应线圈为平面圆盘型结构。

7、在一些实施例中，所述冷却室内设有多个绝缘固定件，多个所述绝缘固定件沿所述电磁感应线圈的周向均匀间隔布置，所述绝缘固定件连接在所述冷却室的内壁与所述电磁感应线圈之间以将所述电磁感应线圈固定安装在所述冷却室内。

8、在一些实施例中，每个所述绝缘固定件沿所述电磁感应线圈的径向延伸，以固定和确定所述电磁感应线圈的匝距。

9、在一些实施例中，所述冷却室位于所述电磁感应线圈与所述加热盘之间的部分为绝缘材料。

10、在一些实施例中，所述冷却室包括进液口和出液口，所述进液口位于所述电磁感应线圈的下侧，所述出液口位于所述电磁感应线圈的上侧，所述绝缘冷却液从所述进液口进入所述冷却室并从所述出液口排出所述冷却室，以使所述电磁感应线圈浸没于所述绝缘冷却液中。

11、本申请实施例还提出一种应用上述加热装置的外延工艺设备。

12、本申请实施例的外延工艺设备包括加热装置，所述加热装置为上述任一实施例所述的加热装置；反应腔室，所述反应腔室包括壳体，所述加热装置设于所述壳体的内侧，且至少部分所述壳体位于所述冷却室背离所述加热盘的一侧。

13、在一些实施例中，所述加热装置还包括电极法兰和套筒，所述电极法兰压抵于所述冷却室的内壁，所述冷却室压抵于所述壳体的内壁，所述套筒依次贯穿所述电极法兰、所述冷却室的内壁和所述壳体的内壁，所述套筒的一端与所述电极法兰密封连接，所述套筒的另一端与所述壳体密封连接，且所述电极密封装配于所述套筒内。

14、在一些实施例中，所述套筒包括筒状部、第一端盖、第一密封圈、第二端盖和第二密封圈，所述筒状部依次贯穿所述电极法兰、所述冷却室的内壁和所述壳体的内壁，且部分所述电极沿所述筒状部的长度装配于所述筒状部，所述第一端盖装配于所述筒状部的一端，且所述第一端盖可将所述第一密封圈压抵于所述电极法兰与所述电极之间，所述第二端盖装配于所述筒状部的另一端，且所述第二端盖可将所述第二密封圈压抵于所述壳体与所述电极之间。

技术特征：

1.一种加热装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，还包括电极，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极的一端与所述电磁感应线圈的一端相连，所述第一电极的另一端延伸至所述冷却室的外侧，所述第二电极的一端与所述电磁感应线圈的另一端相连，所述第二电极的另一端延伸至所述冷却室的外侧。

3.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述电磁感应线圈为实心线圈；

4.根据权利要求3所述的加热装置，其特征在于，所述冷却室内设有多个绝缘固定件，多个所述绝缘固定件沿所述电磁感应线圈的周向均匀间隔布置，所述绝缘固定件连接在所述冷却室的内壁与所述电磁感应线圈之间以将所述电磁感应线圈固定安装在所述冷却室内。

5.根据权利要求4所述的加热装置，其特征在于，每个所述绝缘固定件沿所述电磁感应线圈的径向延伸，以固定和确定所述电磁感应线圈的匝距。

6.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述冷却室位于所述电磁感应线圈与所述加热盘之间的部分为绝缘材料。

7.根据权利要求2所述的加热装置，其特征在于，所述冷却室包括进液口和出液口，所述进液口位于所述电磁感应线圈的下侧，所述出液口位于所述电磁感应线圈的上侧，所述绝缘冷却液从所述进液口进入所述冷却室并从所述出液口排出所述冷却室，以使所述电磁感应线圈浸没于所述绝缘冷却液中。

8.一种外延工艺设备，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的外延工艺设备，其特征在于，所述加热装置还包括电极法兰和套筒，所述电极法兰压抵于所述冷却室的内壁，所述冷却室压抵于所述壳体的内壁，所述套筒依次贯穿所述电极法兰、所述冷却室的内壁和所述壳体的内壁，所述套筒的一端与所述电极法兰密封连接，所述套筒的另一端与所述壳体密封连接，且所述电极密封装配于所述套筒内。

10.根据权利要求9所述的外延工艺设备，其特征在于，所述套筒包括筒状部、第一端盖、第一密封圈、第二端盖和第二密封圈，所述筒状部依次贯穿所述电极法兰、所述冷却室的内壁和所述壳体的内壁，且部分所述电极沿所述筒状部的长度装配于所述筒状部，所述第一端盖装配于所述筒状部的一端，且所述第一端盖可将所述第一密封圈压抵于所述电极法兰与所述电极之间，所述第二端盖装配于所述筒状部的另一端，且所述第二端盖可将所述第二密封圈压抵于所述壳体与所述电极之间。

技术总结
本申请公开了一种加热装置和应用该加热装置的外延工艺设备，所述加热装置包括冷却室、加热盘和电磁感应线圈，所述冷却室内充填有绝缘冷却液；所述加热盘由导体材质制作，所述加热盘设于所述冷却室的外侧；所述电磁感应线圈设于所述冷却室内，且所述电磁感应线圈浸没于所述绝缘冷却液中，所述电磁感应线圈内的电流可调，以改变所述加热盘处的磁通量并感应加热所述加热盘。本申请实施例的加热装置具有可靠性较高、加工难度较低的优点。

技术研发人员：曹建伟,刘毅,傅林坚,朱亮,梁旭,冯欣凯
受保护的技术使用者：浙江求是半导体设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11