一种扩散氧化用石英炉管的制作方法

1.本实用新型涉及半导体器件芯片制造技术领域，特别涉及一种扩散氧化用石英炉管。


背景技术：

2.扩散是半导体芯片制造过程中的重要工序，许多参数都在扩散这道工序确定。作为硅材料器件，通常用sio2来作为杂质掩蔽层从而达到选择性扩散的目的。为获得一定厚度的sio2，氧化炉内被通入水汽，多数扩散、氧化系统是采用h2气和o2气合成获得水汽。
3.众所周知，h2气和o2气合成时的化学反应会放出大量的热，现有的扩散氧化用石英炉管的氢氧焰对着承载硅片的石英舟喷吹，使得扩散、氧化炉管内局部温度升高。经检测，h2气和o2气点火一段时间后恒温区靠近进气端的部分温度会上升4℃左右，这就破坏了原有温区，使扩散条件发生偏离，无法达到预期的工艺要求。


技术实现要素：

4.本技术通过提供一种扩散氧化用石英炉管，解决了现有技术中恒温区易受氢氧焰影响的问题，有效地避免了氢氧焰对恒温区的干扰，使得氧化生成的sio2厚度一致性更佳。
5.本技术实施例提供了一种扩散氧化用石英炉管，包括：
6.石英管体，所述石英管体上开设有通氧口；
7.载片石英舟，所述载片石英舟设置于所述石英管体内，所述载片石英舟用以承载硅片；
8.输气管道，所述输气管道插入所述石英管内且朝向所述载片石英舟方向延伸，所述输气管道出气方向朝与进气方向相反的方向设置，且所述输气管道出气方向与进气方向之间形成小于90
°
的夹角。
9.上述实施例的有益效果在于：输气管道用以输送氢气和氮气，通氧口用以输送氧气，输气管道的出气方向朝向输气管道进气方向，从而将氢氧焰远离载片石英舟，减少氢氧焰对载片石英舟附近恒温区的干扰；同时无需将载片石英舟远离输气管道，使得在保障恒温区温度的基础上减小石英炉管体积。
10.在上述实施例基础上，本技术可进一步改进，具体如下：
11.在本技术其中一个实施例中，所述输气管道出气端设置有半球型喷头，所述半球型喷头上间隔开设有多个气孔。将氢气由单孔变为多孔喷出，从而使得与氧气接触形成的氢氧焰由单股大火变成多股小火，同时使得氢氧发生反应燃烧生产的水汽在石英管内分布更加均匀，进一步减轻对恒温区的干扰，同时硅片氧化生成的sio2厚度一致性更佳。
12.在本技术其中一个实施例中，所述通氧口设置于所述石英管体的中轴线上，所述半球型喷头的中轴线与所述石英管体的中轴线重合。尽可能将氢氧焰远离石英管体内壁，从而避免高温火焰使石英管壁软化变形。
13.在本技术其中一个实施例中，所述气孔设置有七个，其中一个所述气孔轴心与所
述半球型喷头的中轴线重合，另外六个所述气孔均匀间隔环绕所述半球型喷头的中轴线分布。氢气的输出分布均衡，从而使得与氧气接触生成的氢氧焰分布均匀。
14.在本技术其中一个实施例中，另外六个所述气孔轴心与所述半球型喷头的中轴线夹角呈20
°‑
30
°
。另外六个气孔轴心与半球型喷头的中轴线夹角不能过小，从而避免多股氢氧焰过于集中而对恒温区造成干扰，同时夹角不能过大，从而防止氢氧焰朝向石英管体内壁喷射，导致石英管壁软化变形甚至穿孔。
15.在本技术其中一个实施例中，所述石英管体内还设置有石英支撑架，所述石英支撑架底部与所述石英管体内壁连接，顶部与所述输气管道连接。通过石英支撑架支撑输气管道，从而防止输气管道在石英管体内长时间高温下产生形变甚至坍塌，影响扩散氧化工艺质量。
16.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
17.1.改变了输气管道喷气方向，使得氢氧焰远离载片石英舟，有效地减少了氢氧火焰对恒温区的干扰；
18.2.通过半球型喷头及气孔，将氢氧焰由单股大火变成多股小火，同时使得氢氧发生反应燃烧生产的水汽在石英管内分布更加均匀，进一步减轻对恒温区的干扰，同时硅片氧化生成的sio2厚度一致性更佳。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.其中，1.石英管体、2.输气管道、21.半球型喷头、22.气孔、3.通氧口、4.载片石英舟、41.硅片、5.石英支撑架。
具体实施方式
22.下面结合具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本技术所附权利要求所限定的范围。
23.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“外周面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设
置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在本实用新型的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本实用新型描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
27.本技术实施例通过提供一种扩散氧化用石英炉管，解决了现有技术中恒温区易受氢氧焰影响的问题，有效地避免了氢氧焰对恒温区的干扰，使得氧化生成的sio2厚度一致性更佳。
28.本技术实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：
29.实施例：
30.如图1所示，本技术实施例提供了一种扩散氧化用石英炉管，包括：石英管体1、输气管道2、通氧口3以及设置于石英管体1内的载片石英舟4和石英支撑架5；载片石英舟4用以承载硅片41并设置于石英管体1内；输气管道2插入石英管体1内，输气管道2出气方向朝与进气方向相反的方向设置，输气管道2的出气端设置有半球型喷头21，半球型喷头21的中轴线与石英管体1的中轴线重合，半球型喷头21上开设有七个气孔22，其中一个气孔22轴心与半球型喷头21的中轴线重合，另外六个气孔22轴心与半球型喷头21的中轴线夹角呈20
°‑
30
°
，并均匀间隔环绕半球型喷头21的中轴线分布，输气管道2用以输送氢气和氮气；通氧口3进气方向与输气管道2进气方向一致，通氧口3设置于石英管体1的中轴线上，通氧口3用以输送氧气；石英支撑架5底部与石英管体1内壁连接，顶部与输气管道2连接，石英支撑架5用以支撑输气管道2，从而防止输气管道2在石英管体1内长时间高温下产生形变甚至坍塌。
31.上述本技术实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
32.1.改变了输气管道喷气方向，使得氢氧焰远离载片石英舟，有效地避免了氢氧火焰对恒温区的干扰；
33.2.通过半球型喷头及气孔，将氢氧焰由单股大火变成多股小火，同时使得氢氧发生反应燃烧生产的水汽在石英管内分布更加均匀，进一步减轻对恒温区的干扰，同时硅片氧化生成的sio2厚度一致性更佳。
34.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。