本实用新型专利技术公开了一种热壁金属有机物化学气相沉积(MOCVD)设备。该设备包括长方形反应室、托盘加热器、天棚加热器、衬底托盘等。本实用新型专利技术区别于常规的MOCVD设备主要在于：本设备不仅有托盘加热器，而且还有天棚加热器。这两个加热器同时给长方形反应室的上下表面进行加热，由两个温度控制器分开控制，既可以使两个加热器的温度一致，也可以使得两个加热器的温度略有差异。用两个加热器同时加热，可以使内部反应室的顶部和底部同时加热，使内部反应室处于“热壁状态”，完全区别于常规MOCVD是“冷壁状态”。本设备特别适合生长氮化镓(GaN)、氮化铝(AIN)材料，尤其适合生产氮化镓发光二极管。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种热壁金属有机物化学气相沉积(MOCVD)设备。该设备包括长方形反应室、托盘加热器、天棚加热器、衬底托盘等。本技术区别于常规的MOCVD设备主要在于：本设备不仅有托盘加热器，而且还有天棚加热器。这两个加热器同时给长方形反应室的上下表面进行加热，由两个温度控制器分开控制，既可以使两个加热器的温度一致，也可以使得两个加热器的温度略有差异。用两个加热器同时加热，可以使内部反应室的顶部和底部同时加热，使内部反应室处于“热壁状态”，完全区别于常规MOCVD是“冷壁状态”。本设备特别适合生长氮化镓(GaN)、氮化铝(AIN)材料，尤其适合生产氮化镓发光二极管。【专利说明】一种热壁金属有机物化学气相沉积设备
本专利技术涉及一种热壁金属有机物化学气相沉积(M0CVD)设备，尤其是生长氮化镓(GaN)、氮化铝(A1N)材料的M0CVD设备。
技术介绍
以氮化镓(GaN)为代表的III族氮化物已经成为一种重要的半导体材料。以GaN做成的发光二极管(LED)，已经成为“半导体照明”的主要发展方向。 M0CVD是目前生产GaN-LED的唯一方法。从产能、产品质量等综合考虑，水平式M0CVD设备是以后主流方向。 然而，水平式M0CVD设备也有它的缺点，就是反应室“天棚”(国外叫“Ceiling”)也会沉积，而且这些沉积物还会卷皮、脱落、影响外延生产。 本专利技术就是为解决以上问题的，其核心思想是将反应室的天棚也加热，加热温度等于或略大于衬底托盘的温度，而且还引入顶层气体(氨气、氮气、氢气或者它们的混合气体)，将M0源与天棚之间隔开，阻止了 M0源向天棚的扩散，再加上天棚的温度比衬底托盘温度高100?200°C，此时天棚上即使有沉积也会由于温度过高而升华掉，天棚上就不会有沉积物了。另外，由于反应室的天棚也加热，而且温度与托盘的温度接近，这样在反应室内部温度梯度比常规(冷壁)M0CVD小，可以减少由于“热浮力”造成对气体的扰动。
技术实现思路
本专利技术为一种热壁金属有机物化学气相沉积设备，其结构包括:长方形反应室 (3)、托盘加热器(1)、天棚加热器(2)、衬底托盘(4)。 长方形反应室(3)是一个水平反应室，长宽比大于3，而宽高比一般大于5。它前端为气体进入口，有2块隔板，分隔成3个气体进入口，中间为M0源入口，上下两个入口为氨气入口。在M0入口中通入M0源以及携带气体——氢气、氮气或者氢气/氮气的混合气。在氨气入口中通入氨气，或者氨气与氢气、氮气的混合气。长方形反应室(3)的底部有1个圆孔:为托盘镶嵌孔，其直径略大于衬底托盘(4)的直径，一般大2?4毫米即可。例如，如果衬底托盘(4)的直径为150毫米，那么托盘镶嵌孔的直径为154毫米。长方形反应室(3)的后端为尾气出口，反应室内产生的尾气从这里排出。 衬底托盘(4)是外延生长时放置衬底的地方，外形为圆形。衬底托盘(4)嵌入长方形反应室(3)内。衬底托盘(4)的下部与旋转机构(图1中未画出)相连。在进行外延生长时，旋转机构带动衬底托盘(4)旋转,转速在每分钟10?120转之间。 托盘加热器⑴固定在衬底托盘⑷下部，主要作用是给衬底托盘⑷加热，使衬底托盘(4)维持在一定的温度。 天棚加热器(2)固定在长方形反应室(3)的顶部，主要作用是给长方形反应室(3)的天棚加热，维持天棚的温度，其中“天棚”指的是长方形反应室的顶部。 托盘加热器(1)、天棚加热器(2)分别由两个温度控制器控制，两个加热器的温度可以是一致的，也可以略有差异，依外延生长条件而定。 本专利技术最大的特点是:①长方形反应室(3)的天棚也有一个加热器，即天棚加热器(2)，加热温度等于或略大于托盘加热器(1)的温度；②长方形反应室(3)的前端有上下2个氨气入口。在氨气入口中通入氨气，或者氨气与氢气、氮气的混合气,上层氨气入口中的气体将M0源与天棚之间隔开，这一层气体阻止了 M0源向天棚的扩散，再加上天棚的温度比衬底托盘温度高100?200°C，此时天棚上即使有沉积也会由于温度过高而升华掉，天棚上就不会有沉积物了。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的一种实施例结构图。 【具体实施方式】 图1为本专利技术的一种【具体实施方式】。这是一种热壁金属有机物化学气相沉积设备，其结构包括:长方形反应室(3)、托盘加热器(1)、天棚加热器(2)、衬底托盘(4)。 长方形反应室(3)是一个水平反应室，长宽比大于3，而宽高比一般大于5。它前端为气体进入口，有2块隔板，分隔成3个气体进入口，中间为M0源入口，上下两个入口为氨气入口。在M0入口中通入M0源以及携带气体——氢气、氮气或者氢气/氮气的混合气。在氨气入口中通入氨气，或者氨气与氢气、氮气的混合气。长方形反应室(3)的底部有1个圆孔:为托盘镶嵌孔，其直径略大于衬底托盘⑷的直径，一般大2?4毫米即可。例如，如果衬底托盘(4)的直径为150毫米，那么托盘镶嵌孔的直径为154毫米。长方形反应室(3)的后端为尾气出口，反应室内产生的尾气从这里排出。 衬底托盘(4)是外延生长时放置衬底的地方，外形为圆形。衬底托盘(4)嵌入长方形反应室(3)内。衬底托盘(4)的下部与旋转机构(图中未画出)相连。在进行外延生长时，旋转机构带动衬底托盘(4)旋转，转速在每分钟10?120转之间。 托盘加热器⑴固定在衬底托盘⑷下部，主要作用是给衬底托盘⑷加热，使衬底托盘(4)维持在一定的温度。 天棚加热器(2)固定在长方形反应室(3)的顶部，主要作用是给长方形反应室(3)的天棚加热，维持天棚的温度，其中“天棚”指的是长方形反应室的顶部。 托盘加热器(1)、天棚加热器(2)分别由两个温度控制器控制，两个加热器的温度可以是一致的，也可以略有差异，依外延生长条件而定。 本专利技术最大的特点是:①长方形反应室(3)的天棚也有一个加热器，即天棚加热器(2)，加热温度等于或略大于托盘加热器(1)的温度长方形反应室(3)的前端有上下2个氨气入口。在氨气入口中通入氨气,或者氨气与氢气、氮气的混合气，上层氨气入口中的气体将M0源与天棚之间隔开，这一层气体阻止了 M0源向天棚的扩散，再加上天棚的温度比衬底托盘温度高100?200°C，此时天棚上即使有沉积也会由于温度过高而升华掉，天棚上就不会有沉积物了。【权利要求】1.一种热壁金属有机物化学气相沉积设备，其特征在于:其结构包括长方形反应室(3)、托盘加热器(I)、天棚加热器(2)、衬底托盘(4);长方形反应室(3)是一个水平反应室；它前端为气体进入口，有2块隔板，分隔成3个气体进入口，中间为MO源入口，上下两个入口为氨气入口 ；长方形反应室(3)的底部有I个圆孔:为托盘镶嵌孔，其直径略大于衬底托盘(4)的直径；长方形反应室(3)的后端为尾气出口，反应室内产生的尾气从这里排出；衬底托盘(4)的外形为圆形，嵌入长方形反应室(3)底部的托盘镶嵌孔内；托盘加热器(I)固定在衬底托盘(4)下部，天棚加热器(2)固定在长方形反应室(3)的顶部，托盘加热器(I)、天棚加热器(2)分别由两个温度控制器控制。2.如权利要求1所述的一种热壁金属有机物化学气相沉积设备，其特征在于:在MO入口中通入MO源以及携带气本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热壁金属有机物化学气相沉积设备，其特征在于：其结构包括长方形反应室(3)、托盘加热器(1)、天棚加热器(2)、衬底托盘(4)；长方形反应室(3)是一个水平反应室；它前端为气体进入口，有2块隔板，分隔成3个气体进入口，中间为MO源入口，上下两个入口为氨气入口；长方形反应室(3)的底部有1个圆孔：为托盘镶嵌孔，其直径略大于衬底托盘(4)的直径；长方形反应室(3)的后端为尾气出口，反应室内产生的尾气从这里排出；衬底托盘(4)的外形为圆形，嵌入长方形反应室(3)底部的托盘镶嵌孔内；托盘加热器(1)固定在衬底托盘(4)下部，天棚加热器(2)固定在长方形反应室(3)的顶部，托盘加热器(1)、天棚加热器(2)分别由两个温度控制器控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥林，
申请(专利权)人：刘祥林，
类型：新型
国别省市：北京;11
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