一种应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置的制作方法

本技术涉及碳化硅成膜装置，特别是涉及一种应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置。

背景技术：

1、以往，在如绝缘栅双极型晶体管等功率器件那样的需要膜厚比较大的结晶膜的半导体元件的制造中，应用了外延生长技术。

2、在外延生长技术所使用的气相生长方法中，在将基板载放到成膜室内的状态下，使成膜室内的压力为常压或减压。然后，在对基板进行加热的同时，向成膜室内供给反应性气体。于是，在基板的表面上气体产生热解反应或氢还原反应而形成气相生长膜。

3、为了制造膜厚较大的气相生长膜，需要将基板均匀地加热并且使从外部供给的反应性气体与基板表面不断接触。所以，采用了在使基板高速旋转的同时进行成膜处理的技术。

4、成膜装置制备碳化硅薄膜，碳源和硅源气体从成膜装置顶部进气室向下通入，在高温环境下与晶片衬底接触形成碳化硅薄膜，反应副产物和残余气体从排气口进入真空管道，如申请号为“201310093006.3”，名称为“碳化硅的成膜装置及成膜方法”的发明专利。但是，高温气体进入排气管后，可能管道密封造成不利影响，同时残余的反应气体进入管道内后，气体混合反应可能与管道内壁接触发生沉积堵塞管路影响排气或者侵蚀管壁影响管路寿命。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，以解决现有技术存在的问题，既能够避免高温气体直接进入影响管道密封，还能够避免残余的未反应气体和尾气可能在高温环境下加速反应生成沉积物堵塞管路或者侵蚀管壁的问题出现，也防止气体中的易附着物在压力变动区域附着管壁，进而保证排气管内部通畅。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，所述碳化硅成膜装置的底部设置有排气口，所述硅烷收集装置包括与所述排气口连接的排气管，沿排出气体的流通方向，所述排气管上依次设置有用于冷却气体的冷却机构、比例阀、真空泵和废气处理机构，所述冷却机构设置在所述排气管与所述排气口的连接处，所述排气管上在所述比例阀安装位置处还设置有加热组件；所述比例阀的排气端通过竖直管段连接收集器，所述竖直管段的侧壁设置开口与所述真空泵连通。

3、优选的，所述冷却机构包括与所述排气口连接的冷却夹套法兰和设置在所述排气管外壁上的冷却盘管，所述冷却盘管与冷水循环系统连接。

4、优选的，所述加热组件包括缠绕在所述排气管外壁上的加热丝和包裹在所述加热丝外部的保温棉。

5、优选的，所述硅烷收集装置还包括用于测量所述排气管内压力的压力传感器和控制器，所述压力传感器设置在所述比例阀的前端，所述控制器与所述压力传感器、所述比例阀均电连接。

6、优选的，所述排气管上还设置有第一关断阀和第二关断阀，所述第一关断阀设置在所述比例阀的前方，所述第二关断阀设置在所述竖直管段与所述真空泵之间。

7、优选的，所述比例阀的进气端、排气端分别通过法兰与所述排气管连接。

8、优选的，所述收集器包括通过法兰与所述竖直管段连接的收集罐。

9、优选的，所述真空泵与所述废气处理机构之间设置有止回阀，所述真空泵与所述止回阀之间的所述排气管上缠绕有保温棉。

10、优选的，所述硅烷收集装置还包括套接在所述排气口内部的石英套管。

11、优选的，所述硅烷收集装置还包括设置在所述碳化硅成膜装置的反应室底板上的石英罩。

12、本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

13、1、本实用新型通过在排气口与排气管的连接位置设置冷却机构，及时将高温残余气体进行冷却，既能够避免高温气体直接进入影响管道密封，还能够避免残余的未反应气体和尾气可能在高温环境下加速反应生成沉积物堵塞管路或者侵蚀管壁的问题出现；

14、2、本实用新型中比例阀的安装位置设置加热组件，能够使易附着物升温至液态保持流动，并通过竖直管段流入收集器中进行收集，避免气体中的易附着物附着管壁，进而保证排气管内部通畅，避免堵塞，可以明显降低清理频率。

技术特征：

1.一种应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，所述碳化硅成膜装置的底部设置有排气口，其特征在于，所述硅烷收集装置包括与所述排气口连接的排气管，沿排出气体的流通方向，所述排气管上依次设置有用于冷却气体的冷却机构、比例阀、真空泵和废气处理机构，所述冷却机构设置在所述排气管与所述排气口的连接处，所述排气管上在所述比例阀安装位置处还设置有加热组件；所述比例阀的排气端通过竖直管段连接收集器，所述竖直管段的侧壁设置开口与所述真空泵连通。

2.根据权利要求1所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述冷却机构包括与所述排气口连接的冷却夹套法兰和设置在所述排气管外壁上的冷却盘管，所述冷却盘管与冷水循环系统连接。

3.根据权利要求2所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述加热组件包括缠绕在所述排气管外壁上的加热丝和包裹在所述加热丝外部的保温棉。

4.根据权利要求1所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述硅烷收集装置还包括用于测量所述排气管内压力的压力传感器和控制器，所述压力传感器设置在所述比例阀的前端，所述控制器与所述压力传感器、所述比例阀均电连接。

5.根据权利要求4所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述排气管上还设置有第一关断阀和第二关断阀，所述第一关断阀设置在所述比例阀的前方，所述第二关断阀设置在所述竖直管段与所述真空泵之间。

6.根据权利要求5所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述比例阀的进气端、排气端分别通过法兰与所述排气管连接。

7.根据权利要求1所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述收集器包括通过法兰与所述竖直管段连接的收集罐。

8.根据权利要求1所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述真空泵与所述废气处理机构之间设置有止回阀，所述真空泵与所述止回阀之间的所述排气管上缠绕有保温棉。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述硅烷收集装置还包括套接在所述排气口内部的石英套管。

10.根据权利要求9所述的应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，其特征在于，所述硅烷收集装置还包括设置在所述碳化硅成膜装置的反应室底板上的石英罩。

技术总结
本技术公开一种应用在碳化硅成膜装置中的硅烷收集装置，涉及碳化硅成膜装置技术领域，包括与排气口连接的排气管，排气管上依次设置有用于冷却气体的冷却机构、比例阀、真空泵和废气处理机构，排气管上在比例阀安装位置处还设置有加热组件，比例阀的排气端通过竖直管段连接收集器，竖直管段的侧壁设置开口与真空泵连通；本技术通过在排气口与排气管的连接位置设置冷却机构，不仅能够避免高温气体直接进入影响管道密封，还能够避免残余的未反应气体和尾气可能在高温环境下加速反应生成沉积物堵塞管路或者侵蚀管壁的问题出现；比例阀的安装位置设置加热组件，能够使易附着物升温至液态保持流动，避免堵塞。

技术研发人员：刘鹏,徐文立,沈磊
受保护的技术使用者：宁波恒普真空科技股份有限公司
技术研发日：20230112
技术公布日：2024/1/11