一种MOCVD组合喷淋头及MOCVD设备制造技术

本发明专利技术公开了一种MOCVD组合喷淋头，包括固定轨道及多个单一反应源喷淋头；所述固定轨道用于固定多个所述单一反应源喷淋头；所述单一反应源喷淋头包括机动组件、扩散腔、输气管及喷嘴阵列；反应气体通过所述输气管进入所述扩散腔，并在所述扩散腔内扩散后，通过所述喷嘴阵列到达待沉积衬底的表面；所述单一反应源喷淋头通过所述机动组件连接于所述固定轨道，并通过所述机动组件沿所述固定轨道在垂直于所述待沉积衬底的表面的方向上移动。本发明专利技术调控MOCVD反应腔体内流场、控制不同类型的反应的反应进度的目的，提高MOCVD生长多元合金薄膜的均匀性与品质。本发明专利技术同时还提供了一种具有上述有益效果的MOCVD设备。

【技术实现步骤摘要】
一种MOCVD组合喷淋头及MOCVD设备
本专利技术涉及金属化学气相沉积领域，特别是涉及一种MOCVD组合喷淋头及MOCVD设备。
技术介绍
金属有机化学气相沉积(MOCVD)是制备化合物单晶薄膜的一项新型气相外延生长技术，在上世纪80年代初得以实用化。经过几十年的飞速发展，目前MOCVD已成为半导体化合物材料制备的关键技术之一，广泛应用于半导体光电子和微电子器件的制备。在MOCVD技术中，要生长出高结晶质量的、厚度和组分均匀的半导体薄膜材料，不仅要抑制预反应，还要使到达基片的反应物浓度尽量均匀一致。目前，制备宽禁带半导体材料的主流商业化MOCVD设备(如美国的Veeco、德国Aixtron等)普遍采用的垂直喷淋式反应室，衬底托与喷头的距离很短，这样使气体反应源只在衬底上方很短距离处才发生混合，降低了有机源的预反应，提高了材料的结晶质量。但另一方面，衬底托与喷头过短的距离又会使基片表面流场不均匀，导致薄膜的均匀性降低。现有的设备可以通过调节基片台的高度来调节衬底和喷头的距离，但是针对多元合金材料，有机源往往有多路，每一路的有机源的预反应情况不相同，在现有的设备中无法实现针对每一路的独立调控。这就使得现有的MOCVD设备在生长高质量多元合金材料时存在一定的困难。因此，如何生长高质量的、均匀的多元合金薄膜是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种MOCVD组合喷淋头及MOCVD设备，以解决现有技术中MOCVD设备生长多元合金均匀性较差的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种MOCVD组合喷淋头，包括固定轨道及多个单一反应源喷淋头；所述固定轨道用于固定多个所述单一反应源喷淋头；所述单一反应源喷淋头包括机动组件、扩散腔、输气管及喷嘴阵列；反应气体通过所述输气管进入所述扩散腔，并在所述扩散腔内扩散后，通过所述喷嘴阵列到达待沉积衬底的表面；所述单一反应源喷淋头通过所述机动组件连接于所述固定轨道，并通过所述机动组件沿所述固定轨道在垂直于所述待沉积衬底的表面的方向上移动。可选地，在所述的MOCVD组合喷淋头中，所述单一反应源喷淋头还包括固定组件；所述固定组件用于固定所述单一反应源喷淋头，使所述单一反应源喷淋头与所述固定轨道间无相对位移。可选地，在所述的MOCVD组合喷淋头中，所述机动组件包括步进电机与定位齿轮。可选地，在所述的MOCVD组合喷淋头中，所述固定轨道为螺纹拉杆。可选地，在所述的MOCVD组合喷淋头中，所述单一反应源喷淋头的位置调节的精度的范围为0.4毫米至0.6毫米，包括端点值。可选地，在所述的MOCVD组合喷淋头中，所述输气管为波纹管。可选地，在所述的MOCVD组合喷淋头中，所述单一反应源喷淋头的数量范围为2个至6个，包括端点值。一种MOCVD设备，所述MOCVD设备包括如上述任一种所述的MOCVD组合喷淋头及衬底托；所述衬底托用于固定待沉积衬底。可选地，在所述的MOCVD设备中，所述单一反应源喷淋头的出气方向与所述待沉积衬底的表面垂直。可选地，在所述的MOCVD设备中，所述喷嘴阵列的出气口到所述待沉积衬底的表面的距离的范围为0.2厘米至20厘米，包括端点值。本专利技术所提供的MOCVD组合喷淋头，包括固定轨道及多个单一反应源喷淋头；所述固定轨道用于固定多个所述单一反应源喷淋头；所述单一反应源喷淋头包括机动组件、扩散腔、输气管及喷嘴阵列；反应气体通过所述输气管进入所述扩散腔，并在所述扩散腔内扩散后，通过所述喷嘴阵列到达待沉积衬底的表面；所述单一反应源喷淋头通过所述机动组件连接于所述固定轨道，并通过所述机动组件沿所述固定轨道在垂直于所述待沉积衬底的表面的方向上移动。本专利技术通过为每个所述单一反应源喷淋头装配所述机动组件，使其能沿所述垂直于所述待沉积衬底的表面的方向移动，实现每个所述单一反应源喷淋头的喷嘴阵列的出气口到所述待沉积衬底的表面的距离的单独调节，进而达到调控MOCVD反应腔体内流场、控制不同类型的反应的反应进度的目的，提高MOCVD生长多元合金薄膜的均匀性与品质。本专利技术同时还提供了一种具有上述有益效果的MOCVD设备。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的MOCVD组合喷淋头的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本专利技术提供的MOCVD组合喷淋头的另一种具体实施方式的结构示意图；图3为本专利技术提供的MOCVD组合喷淋头的一种具体实施方式的所述单一反应源喷淋头的结构俯视图；图4为本专利技术提供的MOCVD设备的一种具体实施方式的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的核心是提供一种MOCVD组合喷淋头，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括固定轨道120及多个单一反应源喷淋头；所述固定轨道120用于固定多个所述单一反应源喷淋头；所述单一反应源喷淋头包括机动组件114、扩散腔112、输气管111及喷嘴阵列113；反应气体通过所述输气管111进入所述扩散腔112，并在所述扩散腔112内扩散后，通过所述喷嘴阵列113到达待沉积衬底的表面；所述单一反应源喷淋头通过所述机动组件114连接于所述固定轨道120，并通过所述机动组件114沿所述固定轨道120在垂直于所述待沉积衬底的表面的方向上移动。作为一种优选方案，所述输气管111为波纹管，波纹管抗弯折性强，成本低廉，可大大增加所述MOCVD组合喷淋头的使用寿命与工作稳定性。所述单一反应源喷淋头的一种具体实施方式的俯视结构图如图3所示，其中位于所述单一反应源喷淋头的中心的白色圆表示为用于穿插所述固定轨道120的孔洞。另外，所述单一反应源喷淋头的数量范围为2个至6个，包括端点值，如2.0个、3.0个或6.0个中任一个，如所述单一反应源喷淋头过多，则所述MOCVD组合喷淋头的工作稳定性变差，上述参数范围为经过大量理论计算与实际检验的优选范围。所述扩散腔112一般为圆盘型扩散腔112。本专利技术所提供的MOCVD组合喷淋头，包括固定轨道120及多个单一反应源喷淋头；所述固定轨道120用于固定多个所述单一反应源喷淋头；所述单一反应源喷淋头包括机动组件114、扩散腔112、输气管111及喷嘴阵列113；反应气体通过所述输气管111进入所述扩散腔112，并在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MOCVD组合喷淋头，其特征在于，包括固定轨道及多个单一反应源喷淋头；/n所述固定轨道用于固定多个所述单一反应源喷淋头；/n所述单一反应源喷淋头包括机动组件、扩散腔、输气管及喷嘴阵列；/n反应气体通过所述输气管进入所述扩散腔，并在所述扩散腔内扩散后，通过所述喷嘴阵列到达待沉积衬底的表面；/n所述单一反应源喷淋头通过所述机动组件连接于所述固定轨道，并通过所述机动组件沿所述固定轨道在垂直于所述待沉积衬底的表面的方向上移动。/n

【技术特征摘要】
1.一种MOCVD组合喷淋头，其特征在于，包括固定轨道及多个单一反应源喷淋头；
所述固定轨道用于固定多个所述单一反应源喷淋头；
所述单一反应源喷淋头包括机动组件、扩散腔、输气管及喷嘴阵列；
反应气体通过所述输气管进入所述扩散腔，并在所述扩散腔内扩散后，通过所述喷嘴阵列到达待沉积衬底的表面；
所述单一反应源喷淋头通过所述机动组件连接于所述固定轨道，并通过所述机动组件沿所述固定轨道在垂直于所述待沉积衬底的表面的方向上移动。


2.如权利要求1所述的MOCVD组合喷淋头，其特征在于，所述单一反应源喷淋头还包括固定组件；
所述固定组件用于固定所述单一反应源喷淋头，使所述单一反应源喷淋头与所述固定轨道间无相对位移。


3.如权利要求1所述的MOCVD组合喷淋头，其特征在于，所述机动组件包括步进电机与定位齿轮。


4.如权利要求3所述的MOCVD组合喷淋头，其特征在于，所述固定轨道为螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘可为，陈星，申德振，杨佳霖，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22