一种多腔室一体反应石英混合喷头制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多腔室一体反应石英混合喷头，包括顶部封口底部敞口的喷头本体，其内成型隔离柱,隔离柱外侧套装套管，与隔离柱之间形成隔离腔，套管外侧壁与喷头本体内侧壁密封连接环形衬板，其与喷头本体形成反应腔室，环形衬板下方成型隔板，喷头本体和套管之间通过隔板形成N形气流通道，喷头本体下端外侧成型套环腔，套环腔通过第一和第二环形隔板与喷头本体之间形成S形气流通道，还包括一号、二号和三号管路，一号管路、反应腔室和隔离腔形成第一进气通道，二号管路与N形气流通道形成第二进气通道，三号管路与S形气流通道形成第三进气通道，喷头本体下方设衬底圆片。本实用新型专利技术结构合理，提高了氮化镓的生长效率和纯度。

A kind of multi chamber integrated reaction quartz mixed nozzle

【技术实现步骤摘要】
一种多腔室一体反应石英混合喷头
：本技术涉及氮化镓反应装置，特别涉及一种多腔室一体反应石英混合喷头。
技术介绍
：氮化镓(GaN)材料作为最重要的第三代半导体，具有宽禁带，高击穿电压、高电子迁移率、化学性质稳定等特点，被广泛应用于蓝光LED和高温高频大功率电子器件的制备。氢化物气相外延(Hydridevaporphaseepitaxy,HVPE)技术以其生长速率高，晶体质量好的优点，成为当前制备GaN材料的热门方法之一。目前氮化镓材料，由于其特性很难生长晶体材料，HVPE生长氮化镓的工艺流程主要分为两步：第一步：通入氯化氢气体，与镓舟处盛放的液态镓发生化学反应，生成氯化镓气体GaCl；第二步：氯化镓气体与氨气在反应室发生化学反应，在衬底上生成氮化镓GaN。现有技术中这2种工艺流程，都分别在不同的反应腔室内(单个独立的空间)完成，再通过气体管路到第二个反应腔体来混合气体来实现化学反应，过程缓慢，由于反应腔室的尺寸不一样，导致镓液的接触面的大小不一，和接触反应时间的掌控度不一样，会产生很多别的物质，甚至直接报废，影响第二个腔室的反应时间和效率，影响整个氮化镓的生产效率。
技术实现思路
：本技术提供了一种多腔室一体反应石英混合喷头，解决了现有技术中生产效率低，容易产生杂质的问题。本技术的技术解决措施如下：一种多腔室一体反应石英混合喷头，包括有喷头本体，所述喷头本体为顶部封口底部敞口结构，所述喷头本体内顶部中心处成型有隔离柱,所述隔离柱外侧套装有上下贯通的套管，所述套管与隔离柱之间形成隔离腔，所述套管外侧壁中心处成型有与喷头本体内侧壁密封连接的环形衬板，所述环形衬板上端与喷头本体形成反应腔室，所述环形衬板下方成型有截面呈Z型的隔板，所述隔板上端内侧面与套管外侧壁密封连接，所述隔板下端外侧面与喷头本体密封连接，所述隔板顶面成型有多个圆周阵列排布的进气槽，所述喷头本体和套管之间通过隔板形成N形气流通道，所述喷头本体下端外侧成型有套环腔，所述套环腔内从外到内成型有竖直设置的第一环形隔板和第二环形隔板，所述第一环形隔板上端面与套环腔内顶部密封连接，所述第二环形隔板外侧面与套环腔底部密封连接，所述第二环形隔板竖直向下延伸，所述套环腔通过第一环形隔板和第二环形隔板与喷头本体之间形成S形气流通道，还包括有从上至下分别与喷头本体相连通的一号管路、二号管路和三号管路，所述一号管路、反应腔室和隔离腔配合形成第一进气通道，所述二号管路与N形气流通道配合形成第二进气通道，所述三号管路与S形气流通道配合形成第三进气通道，所述喷头本体下方设有衬底圆片。作为优选，所述隔离柱底部为圆锥形结构，所述套管上端成型有向外延伸的环形板，所述套管下端为喇叭状结构。作为优选，所述一号管路、二号管路和三号管路均成对设置，且对称连接在喷头本体上，每组所述一号管路与二号管路和三号管路之间上端连接有连接片。作为优选，所述反应腔室内设有环形管路，所述环形管路下端面上成型有多个环形阵列排布的出气孔，所述一号管路密封延伸至反应腔室内，且延伸端与环形管路相连通。作为优选，一所述一号管路下端与反应腔室之间连接有进液管。作为优选，所述隔离柱底部略高于套管底面，所述套管和隔离柱的底面高于喷头本体底面，且距离喷头本体底面1/10～1/9喷头本体长度距离，所述第二环形隔板与喷头本体底面齐平。作为优选，多个所述进气槽相互靠近的一端成型连接有环形槽。气体通过隔板时为夹缝出气，致使氨气自由形成环形的匀速出气。作为优选，所述二号管路与喷头本体连接处靠近隔板下底面。作为优选，所述三号管路与套环腔顶部相连通，且连接处靠近第一环形隔板外侧壁。本技术的有益效果在于：结构合理，一号管路通入氯化氢气体，一号管路连接反应腔室，反应腔室有单独连接的一个可以通过一号管路注入液态镓液的进液管，在反应腔室里盛满镓液，氯化氢气体从一号管路进去，由反应腔室里面的环形管路均匀分散，氯化氢气体与反应腔室底部的液态镓液全覆盖面做反应，气态与液态化学反应后产生氯化镓气体通过中心的第一进气通道向下分散出气；二号管路通入氮气，其为整个一体式腔室的完成性、链接性而设计的保护性气体通道，目的是为了氯化镓气体直接由第一进气通道排出而不向四周扩散；三号管路通入氨气，使第三进气通道形成一个环形气流，为了氨气出气更匀速，不让氨气大面积向上扩散，不让气体在衬底圆片上面形成的气体涡流滞留而造成氮化镓晶体提前反应；第一进气通道的氯化镓气体和第三进气通道的氨气到达喷头本体下方的衬底圆片表面再反应生长为多晶的氮化镓晶体，提高了氮化镓的生长效率和纯度。附图说明：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的剖面示意图；图3为图2中B-B向的剖面示意图；图4为图2中C-C向的剖面示意图。图中：1、喷头本体；1-1、一号管路；1-2、二号管路；1-3、三号管路；1-4、连接片；1-5、进液管；2、隔离柱；3、套管；3-1、环形板；4、环形衬板；5、反应腔室；5-1、环形管路；5-2、出气孔；6、隔板；6-1、进气槽；6-2、环形槽；7、N形气流通道；8、套环腔；8-1、第一环形隔板；8-2、第二环形隔板；9、S形气流通道。具体实施方式：结合附图1-4对本技术的一种多腔室一体反应石英混合喷头，做进一步说明。本技术的一种多腔室一体反应石英混合喷头，包括有喷头本体1，喷头本体1为顶部封口底部敞口结构，喷头本体1内顶部中心处成型有隔离柱2,隔离柱2外侧套装有上下贯通的套管3，套管3与隔离柱2之间形成隔离腔，套管3外侧壁中心处成型有与喷头本体1内侧壁密封连接的环形衬板4，环形衬板4上端与喷头本体1形成反应腔室5，环形衬板4下方成型有截面呈Z型的隔板6，隔板6上端内侧面与套管3外侧壁密封连接，隔板6下端外侧面与喷头本体1密封连接，隔板6顶面成型有多个圆周阵列排布的进气槽6-1，喷头本体1和套管3之间通过隔板6形成N形气流通道7，喷头本体1下端外侧成型有套环腔8，套环腔8内从外到内成型有竖直设置的第一环形隔板8-1和第二环形隔板8-2，第一环形隔板8-1上端面与套环腔8内顶部密封连接，第二环形隔板8-2外侧面与套环腔8底部密封连接，第二环形隔板8-2竖直向下延伸，套环腔8通过第一环形隔板8-1和第二环形隔板8-2与喷头本体1之间形成S形气流通道9，还包括有从上至下分别与喷头本体1相连通的一号管路1-1、二号管路1-2和三号管路1-3，一号管路1-1、反应腔室5和隔离腔配合形成第一进气通道，二号管路1-2与N形气流通道7配合形成第二进气通道，三号管路1-3与S形气流通道9配合形成第三进气通道，喷头本体1下方设有衬底圆片。进一步的，隔离柱2底部为圆锥形结构，套管3上端成型有向外延伸的环形板3-1，套管3下端为喇叭状结构。进一步的，一号管路1-1、二号管路1-1和三号管路1-3均成对设置，且对称连接在喷头本体1上，每组一号管路1-1与二号管路1-2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多腔室一体反应石英混合喷头，包括有喷头本体，所述喷头本体为顶部封口底部敞口结构，其特征在于：所述喷头本体内顶部中心处成型有隔离柱,所述隔离柱外侧套装有上下贯通的套管，所述套管与隔离柱之间形成隔离腔，所述套管外侧壁中心处成型有与喷头本体内侧壁密封连接的环形衬板，所述环形衬板上端与喷头本体形成反应腔室，所述环形衬板下方成型有截面呈Z型的隔板，所述隔板上端内侧面与套管外侧壁密封连接，所述隔板下端外侧面与喷头本体密封连接，所述隔板顶面成型有多个圆周阵列排布的进气槽，所述喷头本体和套管之间通过隔板形成N形气流通道，所述喷头本体下端外侧成型有套环腔，所述套环腔内从外到内成型有竖直设置的第一环形隔板和第二环形隔板，所述第一环形隔板上端面与套环腔内顶部密封连接，所述第二环形隔板外侧面与套环腔底部密封连接，所述第二环形隔板竖直向下延伸，所述套环腔通过第一环形隔板和第二环形隔板与喷头本体之间形成S形气流通道，还包括有从上至下分别与喷头本体相连通的一号管路、二号管路和三号管路，所述一号管路、反应腔室和隔离腔配合形成第一进气通道，所述二号管路与N形气流通道配合形成第二进气通道，所述三号管路与S形气流通道配合形成第三进气通道，所述喷头本体下方设有衬底圆片。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多腔室一体反应石英混合喷头，包括有喷头本体，所述喷头本体为顶部封口底部敞口结构，其特征在于：所述喷头本体内顶部中心处成型有隔离柱,所述隔离柱外侧套装有上下贯通的套管，所述套管与隔离柱之间形成隔离腔，所述套管外侧壁中心处成型有与喷头本体内侧壁密封连接的环形衬板，所述环形衬板上端与喷头本体形成反应腔室，所述环形衬板下方成型有截面呈Z型的隔板，所述隔板上端内侧面与套管外侧壁密封连接，所述隔板下端外侧面与喷头本体密封连接，所述隔板顶面成型有多个圆周阵列排布的进气槽，所述喷头本体和套管之间通过隔板形成N形气流通道，所述喷头本体下端外侧成型有套环腔，所述套环腔内从外到内成型有竖直设置的第一环形隔板和第二环形隔板，所述第一环形隔板上端面与套环腔内顶部密封连接，所述第二环形隔板外侧面与套环腔底部密封连接，所述第二环形隔板竖直向下延伸，所述套环腔通过第一环形隔板和第二环形隔板与喷头本体之间形成S形气流通道，还包括有从上至下分别与喷头本体相连通的一号管路、二号管路和三号管路，所述一号管路、反应腔室和隔离腔配合形成第一进气通道，所述二号管路与N形气流通道配合形成第二进气通道，所述三号管路与S形气流通道配合形成第三进气通道，所述喷头本体下方设有衬底圆片。


2.根据权利要求1所述的一种多腔室一体反应石英混合喷头，其特征在于：所述隔离柱底部为圆锥形结构，所述套管上端成型有向外延伸的环形板，所述套管下端为喇叭状结构。

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【专利技术属性】
技术研发人员：高建锋，
申请(专利权)人：湖州维德光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33