一种稳定镓源反应器制造技术

本实用新型专利技术提供一种稳定镓源反应器，其至少包括：依次叠置的至少两层反应层；位于相邻两层反应层之间的气体通道；位于最上层反应层的顶端的进气管道；以及，位于最下层反应层的底端的出气管道。本实用新型专利技术采用多层反应层叠置在一起，相邻两层反应层之间通过气体通道连通，液态金属镓预先通过进气管道和各气体通道注入到各反应层中，然后通入氯化氢气体进行反应，氯化氢气体从进气管道进入最上层反应层，随后从气体通道向下进入相邻两层反应层，并逐层通过所有反应层，最终生成的氯化镓气体从出气管道流出，从而能够确保氯化氢气体充分与金属镓进行反应。

A stable gallium source reactor

The utility model provides a stable gallium source reactor, which at least comprises successively stacked at least two layers in the reaction layer; the gas channel between two adjacent layers of reaction layer; the upper inlet pipe is located at the top of the reaction layer; and the air outlet pipeline, located in the lower layer at the bottom of the reaction. \u672c\u5b9e\u7528\u65b0\u578b\u91c7\u7528\u591a\u5c42\u53cd\u5e94\u5c42\u53e0\u7f6e\u5728\u4e00\u8d77\uff0c\u76f8\u90bb\u4e24\u5c42\u53cd\u5e94\u5c42\u4e4b\u95f4\u901a\u8fc7\u6c14\u4f53\u901a\u9053\u8fde\u901a\uff0c\u6db2\u6001\u91d1\u5c5e\u9553\u9884\u5148\u901a\u8fc7\u8fdb\u6c14\u7ba1\u9053\u548c\u5404\u6c14\u4f53\u901a\u9053\u6ce8\u5165\u5230\u5404\u53cd\u5e94\u5c42\u4e2d\uff0c\u7136\u540e\u901a\u5165\u6c2f\u5316\u6c22\u6c14\u4f53\u8fdb\u884c\u53cd\u5e94\uff0c\u6c2f\u5316\u6c22\u6c14\u4f53\u4ece\u8fdb\u6c14\u7ba1\u9053\u8fdb\u5165\u6700\u4e0a\u5c42\u53cd\u5e94\u5c42\uff0c\u968f\u540e\u4ece\u6c14\u4f53\u901a\u9053\u5411\u4e0b\u8fdb\u5165\u76f8\u90bb\u4e24\u5c42\u53cd\u5e94\u5c42\uff0c\u5e76\u9010\u5c42\u901a\u8fc7\u6240\u6709\u53cd\u5e94\u5c42\uff0c\u6700\u7ec8\u751f\u6210\u7684\u6c2f\u5316\u9553\u6c14\u4f53\u4ece\u51fa\u6c14\u7ba1\u9053\u6d41\u51fa\uff0c\u4ece\u800c\u80fd\u591f\u786e\u4fdd\u6c2f\u5316\u6c22\u6c14\u4f53\u5145\u5206\u4e0e\u91d1\u5c5e\u9553\u8fdb\u884c\u53cd\u5e94\u3002

【技术实现步骤摘要】
一种稳定镓源反应器
本技术涉及反应器
，特别是涉及一种稳定镓源反应器。
技术介绍
氢化物气相外延(HVPE，HydrideVaporPhaseEpitaxy)设备为化合物生长工艺设备，主要用于在高温环境下通过如H2、HCl等氢化物气体，使衬底表面外延生长一层如GaAs、GaN等的厚膜或晶体。现有HVPE设备中，氯化氢气体与金属镓进行反应的镓源反应器主要存在以下缺陷：1、氯化氢气体与金属镓的接触时间短，氯化氢气体未参与反应就已经流出反应区。2、反应器内的液态金属镓的余量的变化，引起氯化氢转化为氯化镓的比率变化，进而导致后续工艺中氮化镓生成速率波动大，难以控制，尤其是在厚膜生长。3、现有镓源反应器进气口和出气口在同一反应腔内增加了氯化氢气体从进气口进入然后直接从出气口排出的概率。4、由于气流波动的影响，很容易在生成的反应产物——氯化镓气体中夹带有金属镓颗粒，这些颗粒落在生长衬底上很容易造成衬底污染，从而导致生成的晶圆片缺陷密度增大，甚至破裂。因此，如何改进镓源反应器，以避免上述缺陷的发生，是亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种稳定镓源反应器，用于解决现有技术中镓源反应器氯化镓生成速率难以控制的问题，同时解决了生成的氯化镓气体中夹带金属镓颗粒而导致生成的晶圆片缺陷密度增大的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种稳定镓源反应器，其中，所述稳定镓源反应器至少包括：依次叠置的至少两层反应层；位于相邻两层反应层之间的气体通道；位于最上层反应层的顶端的进气管道；以及，位于最下层反应层的底端的出气管道。优选地，相邻两个所述气体通道相对设置在所述稳定镓源反应器的两侧。优选地，所述气体通道的两端分别伸入相邻两层反应层内，所述气体通道的顶端伸入相邻两层反应层中位于上层的反应层内的高度为该位于上层的反应层高度的1/4～3/4。优选地，所述气体通道的底端伸入相邻两层反应层中位于下层的反应层内的高度不大于该位于下层的反应层高度的1/2。优选地，所述出气管道的顶端伸入所述最下层反应层内。优选地，所述出气管道的顶端伸入所述最下层反应层内的高度为所述最下层反应层高度的1/4～3/4。优选地，所述出气管道的出口处设有封端，所述封端上开设有至少一个出气孔。优选地，所述出气孔的数量为1-30个。优选地，所述出气管道的内壁向内收缩形成一缩颈结构。优选地，所述稳定镓源反应器还包括：位于相邻两层反应层之间的支撑柱，相同两层反应层之间的支撑柱和气体通道相对设置在所述稳定镓源反应器的两侧。优选地，所述进气管道与顶端伸入所述最上层反应层内的气体通道相对设置在所述稳定镓源反应器的两侧。优选地，所述反应层的层数为2～10层，每层反应层的高度为1～10cm。如上所述，本技术的稳定镓源反应器，具有以下有益效果：本技术采用多层反应层叠置在一起，相邻两层反应层之间通过气体通道连通，液态金属镓预先通过进气管道和各气体通道注入到各反应层中，然后通入氯化氢气体进行反应，氯化氢气体从进气管道进入最上层反应层，随后从气体通道向下进入相邻两层反应层，并逐层通过所有反应层，最终生成的氯化镓气体从出气管道流出，从而能够确保氯化氢气体充分与金属镓进行反应。并且，本技术中进气管道和出气管道在不同的反应层，大大降低了从进气管道进入的氯化氢气体直接从出气管道排出的概率。并且，本技术中最下层反应层用于对生成的氯化镓气体进行缓冲、稳流和过滤，其内不注入金属镓，且出气管道的顶端伸入最下层反应层内一定高度，可以对生成的氯化镓气体中夹带的金属镓颗粒进行蓄留和拦阻，避免这些颗粒落在生长衬底上造成衬底污染，从而避免生成的晶圆片缺陷密度较大或破裂。附图说明图1显示为本技术第一实施方式的稳定镓源反应器示意图。图2显示为本技术第一实施方式的稳定镓源反应器中气体流向示意图。图3显示为本技术第二实施方式的稳定镓源反应器示意图。图4显示为本技术第三实施方式的稳定镓源反应器的一个优选方案示意图。图5显示为本技术第三实施方式的稳定镓源反应器的另一个优选方案示意图。图6显示为本技术第三实施方式的稳定镓源反应器的另一个优选方案中的封端示意图。元件标号说明1反应层2气体通道3进气管道4出气管道41缩颈结构42封端421出气孔5金属镓6支撑柱具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅图1至图2，本技术第一实施方式涉及一种稳定镓源反应器。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。如图1所示，本实施方式的稳定镓源反应器至少包括：依次叠置的至少两层反应层1；位于相邻两层反应层1之间的气体通道2，相邻两个气体通道2相对设置在稳定镓源反应器的两侧；位于最上层反应层1的顶端的进气管道3；以及，位于最下层反应层1的底端的出气管道4。在本实施方式中，反应层1为圆柱形结构的腔室，各反应层1的形状、大小和高度可以相同，也可以不同。并且，反应层1的层数为2～10层，每层反应层1的高度为1～10cm。作为一个优选的方案，反应层1的层数为2～7层，每层反应层1的高度为2～6cm。更优地,反应层1的层数为3～6层，每层反应层1的高度为2.5～5cm。相邻两层反应层1通过气体通道2连接，从而使相邻两层反应层1之间连通，且相邻两气体通道相对位于镓源反应器的两侧，确保气体可以流通。在本实施方式中，气体通道2的顶端伸入相邻两层反应层1中位于上层的反应层内，且保持一定的高度h1。需要说明的是，在本实施方式的稳定镓源反应器进行反应之前，需要预先向其中注入液态金属镓5。将金属镓5从进气管道3注入到最上层反应层1中，当金属镓5的液面高于气体通道2伸入最上层反应层1内的顶端高度h1时，金属镓5从该气体通道2流入到相邻的下一层反应层1中，从而完成注入金属镓，如图2所示。由此可见，气体管道2还起到蓄存金属镓5的作用，在注入金属镓5时，金属镓5的液面与气体通道2伸入相邻两层反应层1中位于上层的反应层内的顶端的高度h1平齐。因此，气体通道2的顶端伸入相邻两层反应层1中位于上层的反应层内的高度h1根据每层反应层1内所需蓄存的金属镓5进行设置。作为一个优选方案，气体通道2的顶端伸入相邻两层反应层1中位于上层的反应层内的高度h1为该位于上层的反应层1高度的1/4～3/4，更优地，气体通道2的顶端伸入相邻两层反应层1中位于上层的反应层内的高度h1为该位于上层的反应层1高度的1/2～3/5。另外，气体通道2的底端伸入相邻两层反应层1中位于下层的反应层内，作为一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定镓源反应器，其特征在于，所述稳定镓源反应器至少包括：依次叠置的至少两层反应层；位于相邻两层反应层之间的气体通道；位于最上层反应层的顶端的进气管道；以及，位于最下层反应层的底端的出气管道。

【技术特征摘要】
1.一种稳定镓源反应器，其特征在于，所述稳定镓源反应器至少包括：依次叠置的至少两层反应层；位于相邻两层反应层之间的气体通道；位于最上层反应层的顶端的进气管道；以及，位于最下层反应层的底端的出气管道。2.根据权利要求1所述的稳定镓源反应器，其特征在于，相邻两个所述气体通道相对设置在所述稳定镓源反应器的两侧。3.根据权利要求2所述的稳定镓源反应器，其特征在于，所述气体通道的两端分别伸入相邻两层反应层内，所述气体通道的顶端伸入相邻两层反应层中位于上层的反应层内的高度为该位于上层的反应层高度的1/4～3/4。4.根据权利要求2所述的稳定镓源反应器，其特征在于，所述气体通道的底端伸入相邻两层反应层中位于下层的反应层内的高度不大于该位于下层的反应层高度的1/2。5.根据权利要求1所述的稳定镓源反应器，其特征在于，所述出气管道的顶端伸入所述最下层反应层内。6.根据权利要求5所述的稳定镓源反应器，其特征在于，所述出...

【专利技术属性】
技术研发人员：特洛伊·乔纳森·贝克，王颖慧，
申请(专利权)人：镓特半导体科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31