喷淋头装置及MOCVD设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种喷淋头装置及MOCVD设备，该喷淋头装置包括固定部件(1)和旋转部件(2)，固定部件(1)和旋转部件(2)通过第一动密封结构(3)密封对接，形成一封闭空间(4)，其中，在固定部件(1)中设置有进气口(5)，该进气口(5)与封闭空间(4)连通；旋转部件(2)包括位于封闭空间(4)底部的喷淋板(21)，该喷淋板(21)能够相对于固定部件(1)围绕自身轴线旋转，且在喷淋板(21)中设置有多个出气口(211)，用于将封闭空间(4)中的气体喷出。本实用新型专利技术提供的喷淋头装置，可以提高混气均匀性，从而可以流场均匀性和气源利用率。

Sprinkler and MOCVD equipment

【技术实现步骤摘要】
喷淋头装置及MOCVD设备
本技术涉及半导体
，特别涉及一种喷淋头装置及MOCVD设备。
技术介绍
金属有机物化学气相沉积(MetalOrganicChemicalVaporDeposition，以下简称MOCVD)是制备化合物半导体薄膜材料和器件的一种气相外延新技术，近年来在外延生长GaN、GaAs、InP等的化合物半导体领域起到了重要作用。MOCVD反应腔室的流场均匀性很大程度上影响了外延薄膜的晶体质量，尤其是衬底表面附近气流的均匀性直接影响了沉积膜层的厚度均匀性，从而影响了光电器件的性能。反应腔室中的气流形成稳定的层流是薄膜生长的基本要求，气流不稳定、气体浓度不均匀均会造成薄膜厚度不均匀。为此，现有的MOCVD反应腔室多采用垂直进气的喷淋头结构，但是，由于现有的喷淋头结构的混气均匀性较差，仍然会存在流场不均匀、气源利用率不高的问题。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种喷淋头装置及MOCVD设备，其可以提高混气均匀性，从而可以流场均匀性和气源利用率。为实现上述目的，本技术提供了一种喷淋头装置，包括固定部件和旋转部件，所述固定部件和旋转部件通过第一动密封结构密封对接，形成一封闭空间，其中，在所述固定部件中设置有进气口，所述进气口与所述封闭空间连通；所述旋转部件包括位于所述封闭空间底部的喷淋板，所述喷淋板能够相对于所述固定部件围绕自身轴线旋转，且在所述喷淋板中设置有多个出气口，用于将所述封闭空间中的气体喷出。可选的，所述喷淋头装置还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转轴和第二动密封结构，其中，所述旋转轴可围绕其轴线旋转；在所述固定部件中设置有安装孔，所述旋转轴竖直穿设于所述安装孔中，且所述旋转轴的下端与所述喷淋板连接；所述旋转轴的轴线与所述喷淋板的轴线重合；所述第二动密封结构用于对所述旋转轴与所述安装孔之间的间隙进行密封。可选的，所述第一动密封结构包括磁流体密封件；所述第二动密封结构包括磁流体密封件。可选的，在所述固定部件中设置有用于输送冷却媒介的冷却通道，及分别与所述冷却通道的两端连通的入口和出口。可选的，所述喷淋头装置还包括气帘结构，所述气帘结构包括环绕设置在所述喷淋板的周围的多个喷气口，多个所述喷气口用于喷出非反应气体，以在所述喷淋板的周围形成气帘。可选的，所述旋转部件还包括第一环形侧壁，所述第一环形侧壁的下端与所述喷淋板连为一体，所述第一环形侧壁的上端与所述固定部件对接，且所述固定部件、所述第一环形侧壁和所述喷淋板形成所述封闭空间；所述第一动密封结构设置在所述第一环形侧壁与所述固定部件的两个对接面之间。可选的，所述固定部件包括顶板和第二环形侧壁，所述第二环形侧壁的上端与所述顶板连为一体，所述第二环形侧壁的下端与所述喷淋板密封对接，且所述顶板、所述第二环形侧壁和所述喷淋板形成所述封闭空间。作为另一个技术方案，本技术还提供一种MOCVD设备，包括反应腔室和设置在所述反应腔室顶部的喷淋头装置，在所述反应腔室内设置有用于承载被加工工件的基座，所述喷淋头装置采用本技术提供的上述喷淋头装置。可选的，所述基座可围绕其轴线旋转，且所述基座的旋转方向与所述喷淋板的旋转方向相反。可选的，所述基座的上表面与所述喷淋板的下表面之间的竖直间距的取值范围在25mm-50mm。本技术的有益效果：本技术所提供的喷淋头装置，其通过设置固定部件和旋转部件，且使旋转部件中的喷淋板相对于固定部件围绕自身轴线旋转，可以加速进入由固定部件和旋转部件形成的封闭空间中的多种气体的混合，从而使气体能够经充分混合后再通过喷淋板中的各个出气口喷出，从而可以提高混气均匀性。同时，在喷淋板的旋转作用下，喷出的气体会在位于喷淋板下方的被加工工件上方附近形成层流，从而可以提高流场均匀性和气源利用率，进而可以提高工艺均匀性和产品良率。另外，本技术提供的喷淋头装置适用于大尺寸反应腔室的气体混合，能够满足其对气体均匀性的要求。本技术所提供的MOCVD设备，其通过采用本技术提供的上述喷淋头装置，可以提高流场均匀性和气源利用率，进而可以提高工艺均匀性和产品良率。附图说明图1为本技术第一实施例提供的喷淋头装置的剖视图；图2为本技术第一实施例采用的固定部件的俯视图；图3为本技术第一实施例采用的喷淋板的仰视图；图4为本技术第二实施例提供的喷淋头装置的剖视图。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术提供的喷淋头装置及MOCVD设备进行详细描述。第一实施例请参阅图1至图3，本实施例提供的喷淋头装置，其可以应用于任意一种需要进气的半导体设备中，尤其适用于MOCVD设备。该喷淋头装置用于设置在反应腔室的顶部，实现多种气体的充分混合，并将混合后的气体通入反应腔室内。喷淋头装置包括固定部件1和旋转部件2，二者通过第一动密封结构3密封对接，形成一封闭空间4，其中，固定部件1为位于封闭空间4顶部的平板结构，且在固定部件1中设置有两个进气口5，每个进气口5均与封闭空间4连通，用于将工艺气体输送至封闭空间4中。需要说明的是，每个进气口5可以输送单一种类的气体，或者也可以输送由多种气体混合的混合气体。不同进气口5输送的气体种类不同。以喷淋头装置应用于MOCVD反应腔室为例，两个进气口5可用于分别输送Ⅲ族MO气体和Ⅴ族氢化物气体，可选的，这两种气体也可以分别混合有相应的掺杂气体。旋转部件2包括位于封闭空间4底部的喷淋板21和第一环形侧壁22，其中，第一环形侧壁22的下端与喷淋板21连为一体，连为一体的方式例如为一体成型或者密封焊接为一体等等。第一环形侧壁22的上端与固定部件1对接，且固定部件1、第一环形侧壁22和喷淋板21形成上述封闭空间4。喷淋板21及第一环形侧壁22能够相对于固定部件1围绕自身轴线旋转，且在喷淋板21中设置有多个出气口211，用于将封闭空间4中的气体喷出，并流入反应腔室的内部。如图3所示，优选的，多个出气口211较均匀地分布在喷淋板21中，以能够均匀地喷出气体。并且，第一动密封结构3设置在第一环形侧壁22与固定部件1的两个对接面之间，用于对两个对接面之间的间隙进行密封，同时保证喷淋板21能够相对于固定部件1旋转。优选的，该第一动密封结构3包括磁流体密封件，该磁流体密封件具有密封性好的优点，且能够减小在喷淋板21旋转过程中产生的噪音。当然，在实际应用中，也可以采用其他动密封结构，例如接触式密封结构、非接触式密封结构等等。另外，磁流体密封件的具体结构及密封方式可以采用现有技术中的磁流体密封结构和密封方式来实现，在此不再赘述。通过使喷淋板21和第一环形侧壁22相对于固定部件1围绕自身轴线旋转，可以加速进入封闭空间4中的多种反应气体的混合，从而使反应气体能够经充分混合后再通过喷淋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷淋头装置，其特征在于，包括固定部件(1)和旋转部件(2)，所述固定部件(1)和旋转部件(2)通过第一动密封结构(3)密封对接，形成一封闭空间(4)，其中，/n在所述固定部件(1)中设置有进气口(5)，所述进气口(5)与所述封闭空间(4)连通；/n所述旋转部件(2)包括位于所述封闭空间(4)底部的喷淋板(21)，所述喷淋板(21)能够相对于所述固定部件(1)围绕自身轴线旋转，且在所述喷淋板(21)中设置有多个出气口(211)，用于将所述封闭空间(4)中的气体喷出。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷淋头装置，其特征在于，包括固定部件(1)和旋转部件(2)，所述固定部件(1)和旋转部件(2)通过第一动密封结构(3)密封对接，形成一封闭空间(4)，其中，
在所述固定部件(1)中设置有进气口(5)，所述进气口(5)与所述封闭空间(4)连通；
所述旋转部件(2)包括位于所述封闭空间(4)底部的喷淋板(21)，所述喷淋板(21)能够相对于所述固定部件(1)围绕自身轴线旋转，且在所述喷淋板(21)中设置有多个出气口(211)，用于将所述封闭空间(4)中的气体喷出。


2.根据权利要求1所述的喷淋头装置，其特征在于，所述喷淋头装置还包括旋转驱动机构，所述旋转驱动机构包括旋转轴(9)和第二动密封结构(6)，其中，
所述旋转轴(9)可围绕其轴线旋转；
在所述固定部件(1)中设置有安装孔(101)，所述旋转轴(9)竖直穿设于所述安装孔(101)中，且所述旋转轴(9)的下端与所述喷淋板(21)连接；所述旋转轴(9)的轴线与所述喷淋板(21)的轴线重合；
所述第二动密封结构(6)用于对所述旋转轴(9)与所述安装孔(101)之间的间隙进行密封。


3.根据权利要求2所述的喷淋头装置，其特征在于，所述第一动密封结构(3)包括磁流体密封件；所述第二动密封结构(6)包括磁流体密封件。


4.根据权利要求1所述的喷淋头装置，其特征在于，在所述固定部件(1)中设置有用于输送冷却媒介的冷却通道，及分别与所述冷却通道的两端连通的入口(7)和出口(8)。


5.根据权利要求1所述的喷淋头装置，其特征在于，所述喷淋头装置还包括气...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾蕾，童翔，
申请(专利权)人：东泰高科装备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11