喷淋装置及化学气相沉积设备的制作方法

本技术涉及化学气相沉积设备，尤其涉及喷淋装置及化学气相沉积设备。

背景技术：

1、化学气相沉积设备的喷淋头用于向载片单元，例如石墨板上的基板喷淋反应气体以在基板表面生长薄膜。金属有机化合物化学气相沉积(metal-organic chemical vapordeposition，mocvd)工艺在高温和一定反应压力使能够相互反应的不同源气沉积在基片表面并进行反应以生产外延薄膜。喷淋头的结构对外延薄膜的质量起着重要的影响。

2、现有技术的一些喷淋头的各喷嘴出气端在同一水平面上，气体喷出后由于体积变化和高温的影响会扩散膨胀，在这种情况下不同源气在到达基板前就会相遇而发生预反应，从而造成源气损耗以及影响外延薄膜的均匀性。

3、为解决现有技术存在的上述问题，亟需提供一种新型的喷淋装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种喷淋装置及包含所述喷淋装置的化学气相沉积设备，有效减少或避免能相互反应的不同反应气体在喷淋装置的喷淋面附近产生预反应，且有利于成膜均匀性。

2、为实现上述目的，本实用新型的所述喷淋装置，包括至少2个第二气路单元和位于相邻所述第二气路单元之间的第一气路单元，其中：

3、所述第二气路单元包括第一凸起和设于所述第一凸起底部的第二凸起，以及贯穿所述第一凸起和所述第二凸起的喷淋通道；

4、所述第一凸起的径向截面面积沿所述喷淋通道的延伸方向减小；

5、所述第二凸起的外侧壁沿所述喷淋通道底部的延伸方向延伸；

6、所述喷淋通道的延伸方向和所述喷淋通道底部的延伸方向均为各自远离所述第一气路单元的延伸方向；

7、相邻的所述第一凸起围成第一通道，所述第一气路单元底部与所述第一通道顶部相通。

8、本实用新型提供的化学气相沉积设备包括用于承载基板的载片单元，以及所述的喷淋装置，所述喷淋装置包括至少2个第二气路单元和位于相邻所述第二气路单元之间的第一气路单元，且所述第一气路单元和所述第二气路单元的出气端均朝向所述载片单元顶面。

9、本实用新型的所述喷淋装置以及化学气相沉积设备的有益效果如下：所述喷淋装置的第一气路单元位于相邻第二气路单元之间，所述第二气路单元包含第一凸起以及设于第一凸起底部的第二凸起，相邻的第一凸起围成第一通道，所述第一气路单元底部与所述第一通道顶部相通，使得第一气路单元的出气端和第二气路单元的出气端不在同一水平面，当能相互反应的不同反应气体分别经第一气路单元和第二气路单元喷出能够有效减少或避免能相互反应的不同反应气体在喷淋装置的喷淋面附近产生预反应；所述第一凸起的径向截面面积沿所述喷淋通道的延伸方向减小，第一凸起的上大下小特征的设置使得喷出的气体在边缘扩散运动到斜面的路径长度都是不同的，有利于径向方向上气体分布的均匀，从而有利于成膜均匀性；第二凸起设于所述第一凸起底部且外侧壁沿所述喷淋通道底部的延伸方向延伸，会将沿第一凸起侧部运动的气体导向喷淋通道底部延伸的方向，能够有效减少或避免不同反应气体在第二凸起底部的喷淋面附近提前交叉混合甚至发生预反应。

10、可选的，所述第一通道的相对两侧壁延伸所形成的夹角为30°-80°。

11、可选的，所述第一凸起与所述第二凸起的高度之和的范围为2cm-10cm，所述第二凸起的高度为所述第一凸起高度的0.5-5倍。

12、可选的，所述第二凸起表面，或者所述第二凸起表面和所述第一凸起表面包括功能层，以减少或避免反应气体对所述功能层所覆盖表面的侵蚀影响，和/或提高表面耐磨性。

13、可选的，所述功能层包括氮化铝层和/或渗氮层。

14、可选的，相邻的所述第二凸起围成第二通道，所述第二通道的径向宽度为d1，所述喷淋通道的径向宽度为d2，d1和d2的关系如下：d1：d2＝(5-30):1。

15、可选的，所述第二凸起的壁厚为0.5mm-5mm。

16、可选的，所述喷淋装置还包括设于所述第二凸起内的第一冷却区，所述第一冷却区围绕所述喷淋通道设置。

17、可选的，所述喷淋装置还包括设于所述第一凸起内的第二冷却区，所述第二冷却区围绕所述喷淋通道设置，所述第一冷却区与所述第二冷却区相连通或相互独立设置。

18、可选的，所述第二凸起可拆卸设置于所述第一凸起。

19、可选的，所述第二凸起的顶面可拆卸设置于所述第一凸起底面，或者所述第二凸起顶部围绕所述第一凸起底部可拆卸设置于所述第一凸起。

技术特征：

1.一种喷淋装置，其特征在于，包括至少2个第二气路单元和位于相邻所述第二气路单元之间的第一气路单元，其中：

2.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述第一通道的相对两侧壁延伸所形成的夹角为30°-80°。

3.根据权利要求2所述的喷淋装置，其特征在于，所述第一凸起与所述第二凸起的高度之和的范围为2cm-10cm，所述第二凸起的高度为所述第一凸起高度的0.5-5倍。

4.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述第二凸起表面，或者所述第二凸起表面和所述第一凸起表面包括功能层，以减少或避免反应气体对所述功能层所覆盖表面的侵蚀影响，和/或提高表面耐磨性。

5.根据权利要求4所述的喷淋装置，其特征在于，所述功能层包括氮化铝层和/或渗氮层。

6.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，相邻的所述第二凸起围成第二通道，所述第二通道的径向宽度为d1，所述喷淋通道的径向宽度为d2，d1和d2的关系如下：d1：d2＝(5-30):1。

7.根据权利要求6所述的喷淋装置，其特征在于，所述第二凸起的壁厚为0.5mm-5mm。

8.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，还包括设于所述第二凸起内的第一冷却区，所述第一冷却区围绕所述喷淋通道设置。

9.根据权利要求8所述的喷淋装置，其特征在于，还包括设于所述第一凸起内的第二冷却区，所述第二冷却区围绕所述喷淋通道设置，所述第一冷却区与所述第二冷却区相连通或相互独立设置。

10.根据权利要求1所述的喷淋装置，其特征在于，所述第二凸起可拆卸设置于所述第一凸起。

11.根据权利要求10所述的喷淋装置，其特征在于，所述第二凸起的顶面可拆卸设置于所述第一凸起底面，或者所述第二凸起顶部围绕所述第一凸起底部可拆卸设置于所述第一凸起。

12.一种化学气相沉积设备，其特征在于，包括用于承载基板的载片单元，以及如权利要求1至11中任一项所述的喷淋装置，所述喷淋装置包括至少2个第二气路单元和位于相邻所述第二气路单元之间的第一气路单元，且所述第一气路单元和所述第二气路单元的出气端均朝向所述载片单元顶面。

技术总结
本技术提供了一种喷淋装置及化学气相沉积设备，包括至少2个第二气路单元和位于相邻所述第二气路单元之间的第一气路单元，所述第二气路单元包括第一凸起和设于所述第一凸起底部的第二凸起，以及贯穿所述第一凸起和所述第二凸起的喷淋通道；所述第一凸起的径向截面面积沿所述喷淋通道的延伸方向减小；所述第二凸起的外侧壁沿所述喷淋通道底部的延伸方向延伸；所述喷淋通道的延伸方向和所述喷淋通道底部的延伸方向均为各自远离所述第一气路单元的延伸方向；相邻的第一凸起围成第一通道，第一气路单元底部与第一通道顶部相通，能够有效减少或避免能相互反应的不同反应气体在喷淋装置的喷淋面附近产生预反应，且有利于成膜均匀性。

技术研发人员：栾振兴,刘雷
受保护的技术使用者：楚赟精工科技（上海）有限公司
技术研发日：20230824
技术公布日：2024/3/17