一种用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体材料制造设备技术领域，尤其涉及一种用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置。
【背景技术】
[0002]SiC材料作为制作高温、高频、大功率和抗辐射器件的极具潜力的第三代宽禁带半导体材料备受人们的关注。目前，SiC外延工艺是硅烷与丙烷在1650°C高温下发生裂解反应后生产的Si原子与C原子重新结合生成SiC。现有SiC外延设备的用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置放置在基片托盘的中心，其包括进工艺气体的进气气路和用于冷却工艺气体防止其预反应的冷却水路，冷却水路、进气气路及两者的交接处有多处焊缝，在1650°C高温工况下，多处焊缝的用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置存在以下不足:(I)其冷却水路上焊缝在高温下容易出现开裂，从而导致冷却水或水分子进入工艺腔，造成设备损坏甚至工艺室爆炸等严重后果；(2)很多焊缝被包围在装置内部，若内层焊缝发生泄漏，则无法检测与补焊。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种方便检漏和补焊的用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置，包括由内至外依次同轴套设的内水套组件、进气组件和安装法兰，所述进气组件包括同轴间隔套设的多层进气圈和密封环，多层进气圈由外至内逐层伸长，每一个进气圈的顶端均开设进气口，末端沿径向向外卷折形成喇叭口状的卷折面，进气口的周缘焊接密封环，所述多个密封环均设置于安装法兰的外侧且多个密封环之间、最外层的密封环与安装法兰之间均间隔布置。
[0005]作为上述技术方案的进一步改进:
所述最外层进气圈的卷折面向上延伸形成深槽，所述安装法兰覆盖于深槽上并与深槽的外周缘配合焊接固定，所述安装法兰上设有与深槽连通的进水孔。
[0006]所述内水套组件包括将冷却水和高温工艺气体隔开的套筒，所述套筒一体成型且间隔套设于最内层的进气圈内，所述套筒的一端相对于最内层的进气圈向外伸出，另一端呈喇叭口状结构布置于最内层进气圈的卷折面下方。
[0007]所述内水套组件还包括套筒封板、管道和分水板，所述套筒的喇叭口底部封装套筒封板以形成冷却腔，所述管道沿轴向插设于冷却腔至套筒封板上方，所述分水板沿平行于套筒封板的方向套设于管道的一端，所述管道的另一端与套筒之间套设套筒封环，所述套筒封环上设有与冷却腔连通的通孔。
[0008]所述多层进气圈的卷折面延伸至出气口处齐平，相邻两层进气圈之间、最内层进气圈与套筒之间形成进气通道，所述进气通道与进气口、出气口均连通。
[0009]每一个所述出气口的周缘对应焊接一个匀气环，所述匀气环上开设若干与进气通道连通的匀气通孔。
[0010]每一个所述进气口包括沿进气圈的周缘均匀阵列的若干进气孔。
[0011 ] 所述进气组件包括三层进气圈，所述三层进气圈由外至内依次为外层进气圈、中层进气圈和内层进气圈，所述外层进气圈的顶端、中层进气圈的顶端以及内层进气圈的顶端均与对应的密封环齐平。
[0012]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1、多个密封环均设置于安装法兰的外侧且多个密封环之间、最外层的密封环与安装法兰之间均间隔布置，各密封环与对应的各进气圈之间形成的焊缝均暴露在进气装置的外表面，方便检修，且各密封环之间间隔布置，方便补焊。
[0013]2、最外层进气圈的卷折面向上延伸形成深槽，深槽内可以盛装冷却水，用于辅助冷却进气组件；此外，安装法兰与深槽的焊缝远离高温区，提高了进气装置的可靠性。
[0014]3、内水套组件的套筒一体成型没有焊缝，将冷却水和高温工艺气体完全隔开，避免了焊缝开裂后水分子进入工艺气体中，从而导致进气装置损坏甚至发生爆炸的危险。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置实施例的结构示意图。
[0016]图2是图1的进气装置底部出气口处的结构示意图。
[0017]图中各标号表不:
1、内水套组件；2、进气组件；3、安装法兰；4、密封环；5、深槽；11、套筒；12、套筒封板；13、管道；14、分水板；15、套筒封环；20、进气圈；21、外层进气圈；22、中层进气圈；23、内层进气圈；200、进气口 ；210、卷折面；220、出气口 ；230、匀气环。
【具体实施方式】
[0018]图1示出了本发明的一种用于SiC外延的耐高温水平多层进气装置，包括由内至外依次同轴套设的内水套组件1、进气组件2和安装法兰3，此进气组件2包括同轴间隔套设的多层进气圈20，多层进气圈20由外至内逐层伸长，每一个进气圈20的顶端均开设进气口 200，末端沿径向向外卷折形成喇叭口状的卷折面210，多层进气圈20的卷折面210相互平行布置，轴向进入的高温工艺气体经过卷折面210后沿平行于径向的方向喷出，多层进气圈20对应多层相互平行的层流气体喷出。高温工艺气体从进气口 200进入进气组件2内，进气口 200的周缘焊接密封环4，密封环4焊接于对应的各进气圈20上，用于缓冲和密封；多个密封环4均设置于安装法兰3的外侧且多个密封环4之间、最外层的密封环4与安装法兰3之间均间隔布置，各密封环4与对应的各进气圈20之间的焊缝均暴露在进气装置的外表面，方便检修，且各密封环4之间间隔布置，方便补焊。
[0019]本实施例中，最外层进气圈20的卷折面210向上延伸形成深槽5，安装法兰3覆盖于深槽5上并与深槽5的外周缘配合焊接固定。安装法兰3上设有与深槽5连通的进水孔。此安装法兰3与深槽5焊接固定后形成外水套组件，深槽5内可以盛装冷却水，用于辅助冷却进气组件2，此时，安装法兰3与深槽5的焊缝远离高温区，提高了进气装置的可靠性。
[0020]本实施例中，内水套组件I包括将冷却水和高温工艺气体隔开的套筒11，此套筒11 一体成型且间隔套设于最内层的进气圈20内。套筒11的一端相对于最内层的进气圈20向外伸出，另一端呈喇叭口状结构布置于最内层进气圈20的卷折面210下方，与进气圈20结构类似的套筒11，冷却效果更佳。本实施例的套筒11 一体成型没有焊缝，将冷却水和高