反应室(100)被用于在基底上沉积半导体材料的层的沉积反应器；反应室包括管(110)，管由石英制成并且具有圆柱形的形状，并且适于在使用中被定位成使得其轴线(111)是竖直的；管(110)具有圆柱形的内部间隙(112)，内部间隙沿着管(110)的整个长度延伸并且适于容纳流动的液体；室(100)还包括的环形的封闭元件(120)，封闭元件由石英制成并且固定到管(110)的第一下端，以便封闭间隙(112)，防止液体在底部处从间隙流出；在顶部处，封闭元件(120)具有面向间隙(112)的环形凹部(122)，使得流动的液体可在底部处到达凹部(122)；室(100)还包括间隙(112)内部的一组内部导管(130)，其中所述内部导管(130)从管(110)的第一下部区域延伸直到管(110)的第二上部区域，以便于流动的液体在间隙(112)中的循环。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有间隙和下部封闭元件的用于沉积反应器的反应室和反应器专利
本专利技术涉及一种具有间隙和下部封闭元件的用于沉积反应器(depositionreactor)的反应室以及使用该反应室的反应器。技术现状反应器的反应室在反应温度(在反应室内部)较高时需要被冷却。这尤其适用于例如用于在基底(substrate)(有时被称为“晶种(seed)”)上沉积半导体材料的层的反应器，其中反应温度在硅的外延沉积的情况下可以是例如800℃-1200℃，并且在碳化硅的外延沉积的情况下可以是例如1600℃-3000℃；沉积的结果可以是例如(厚度或多或少的)层或晶块(ingot)(即长晶体)。期望的是，反应室的壁被有效地且均匀地冷却。此外，期望的是，冷却系统可靠地操作，即不会出故障。本申请人已经将注意力集中在包括管的反应室上，该管由石英制成并且具有圆柱形的形状，并且适于在使用中被定位成使得其轴线是竖直的；特别地，本申请人将注意力集中在大尺寸的室(例如，直径大于50cm且高度大于100cm)。这些室特别地被用于以下反应器中：该反应器用于在非常高的温度，例如高于2000℃，从“晶种”开始生长碳化硅晶块。概述本专利技术的总体目的是提供一种有效且可靠的反应室。由于形成本说明书的组成部分的所附权利要求中所表达的内容，基本上达到该总体目的。本专利技术的主题还是使用这样的反应室的反应器。附图列表根据待结合附图考虑的以下详细描述，本专利技术将变得更明显，在附图中：图1示出了根据本专利技术的反应室的实施方案的实例的纵向剖面图(非常示意性的)，图2示出了图1的反应室的封闭元件的局部纵向剖面图，图3示出了图1的反应室的管的第一局部纵向剖面图(非常示意性的)，图4示出了图1的反应室的管的第二局部纵向剖面图(非常示意性的)，以及图5示出了使用图1的反应室的根据本专利技术的反应器的框图。如可以容易地理解的，存在多种实际实施本专利技术的方式，本专利技术在其主要有利方面中在所附权利要求中界定并且不限于以下的详细描述或所附权利要求。详细描述图1至图6全部涉及本专利技术的实施方案的相同的实例；参考标记100指示作为整体的反应室，并且参考标记1000指示作为整体的反应器。图1示出了围绕内部反应和沉积区域170的室100；在区域170中定位了至少一个基底(图中未示出)，该基底通常由被称为“基座(susceptor)”的支撑元件(图中未示出)所支撑，尤其是当该元件不仅具有支撑的功能，还具有加热基底的功能时。在所谓的高温“生长”过程期间，(厚度或多或少的)层在基底上被沉积。图1未示出反应室100内部的任何部件，其与本专利技术的目的无关。室100包括基底(base)150、盖160和外围壁(perimeterwall)；特别地，外围壁由管110组成，管110由石英制成并且具有圆柱形的形状，并且适于在使用中被定位成使得其轴线111是竖直的。管110具有圆柱形的内部间隙112，该内部间隙112沿着管110的整个长度延伸并且适于容纳流动的液体，特别是冷却流体。具有间隙112的管状管110相对容易制造，因为它由同心地定位的两个同心的圆柱形壁组成；两个壁中的每一个通常沿着其整个长度具有恒定的直径；两个壁的两个直径彼此之间的差异很小(例如直径的差异可以是20mm-60mm)；两个壁的厚度可以彼此相等，并且在任何地方都是均匀的(厚度可以是3mm-10mm)；一个可以被称为“内壁”(参见图3和图4中的元件116)；一个可以被称为“外壁”(参见图3和图4中的元件115)。然而，考虑到通常管的直径可以是例如大于50cm并且管的高度可以是例如大于100cm，两个石英壁的制造是精细的。室100还包括环形的封闭元件120，该封闭元件120由石英制成并且被固定到管110的第一下端，以便封闭间隙112，防止液体在底部处从间隙流出。在管110和元件120之间的固定特别地通过焊接进行；应理解，这些焊接(元件120与管110的内壁的焊接和元件120与管110的外壁的焊接)必须小心地进行，以避免流动的液体泄漏的风险，尤其是流动的液体向室100的内部泄漏的风险，并且这些焊接优选地在低热应力和低机械应力的区域中进行。在顶部处，封闭元件120具有面向间隙112的环形凹部122，使得流动的液体可在底部处到达凹部122。优选地并且如图1中所示，凹部122的宽度对应于在封闭元件120与管110接触的地方的间隙112的宽度。事实上，间隙112(在反应器操作期间充满液体)根据连续表面(即没有台阶)在元件120内部延伸。以这种方式，间隙的任何特定构型(conformation)(由于机械和/或热和/或液压的原因)集中在元件120(及其凹部122)中，还由于元件120的尺寸小(比管110小得多)的事实，该元件120更容易机械地生产和加工。例如，元件120的宽度可以是25mm-50mm，并且其高度可以是35mm-70mm，并且其直径等于管的直径(参见图2)。元件120的特定构造在图2中示出。凹部122的径向横截面轮廓可以包括圆弧，该圆弧具有不同的半径，特别是在凹部122的底部124处的第一半径(小的，例如5mm-15mm)和在凹部122的侧部125、126处的大于第一半径的第二半径(大的，例如50mm-150mm)。应当注意，侧部125上的半径可以与侧部126上的半径相同或不同。在图2中，底部124通过两个细虚线部分与侧部125和126在图形上区别开。使用不同半径的圆弧允许例如最佳地分配和释放由于在圆柱形石英管的间隙中的液体的重量而产生的应力；事实上，由于管通常是大尺寸的并且竖直放置，所以液体的总重量是高的。凹部122的径向横截面轮廓可以使得凹部122的侧部126和凹部的侧部125终止于不同的水平高度。特别地，封闭元件120的面向管110的轴线111的第一侧上的侧部126相对于封闭元件120的与封闭元件120的第一侧相对的第二侧上的侧部125终止于更高的水平高度(例如，5mm-15mm)。不同的水平高度允许便于元件120到管110的焊接操作；图2的构造是优选的，因为其允许通过围绕管110移动从外部进行这两个焊接。封闭元件120可以在封闭元件120的不与管110接触的第二(下部)区域处具有凸缘123；凸缘123有利地在径向方向上突出。该凸缘通常被用于固定石英管；图2示意性地示出了凸缘123被紧固在上部元件和下部元件之间的情况，特别是由于凸缘123的径向突出部；图2还示出了一些密封垫片(对应于图中的黑色圆圈)：在上部元件与凸缘的突起部的上表面之间放置垫片，并且在下部元件与凸缘的底表面之间放置一个或两个垫片。在图2中，凸缘123通过细虚线部分与元件120的其余部分在图形上区别开，即使元件120优选地被制成一体。本专利技术的重要方面是冷却液体在室中的循环，准确地说是在室的外围壁内的循环，这将在下文描述；特别地，在间隙内提供了从管的第一下部区域延伸到管的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于反应器(1000)的反应室(100)，所述反应器(1000)用于在基底上沉积半导体材料的层，所述反应室(100)包括管(110)，所述管(110)由石英制成并且具有圆柱形的形状，并且适于在使用中被定位成使得其轴线(111)是竖直的，其中所述管(110)具有圆柱形的内部间隙(112)，所述间隙沿着管(110)的整个长度延伸并且适于容纳流动的液体；所述室(100)还包括环形的封闭元件(120)，所述环形的封闭元件(120)由石英制成并且固定到所述管(110)的第一下端，以便封闭所述间隙(112)，防止在底部处液体从所述间隙流出；其中，在顶部处，所述封闭元件(120)具有面向所述间隙(112)的环形凹部(122)，使得所述流动的液体能够在所述底部处到达所述凹部(122)；/n此外，所述室(100)包括所述间隙(112)内部的一组内部导管(130)，所述内部导管(130)优选地由石英制成，其中所述内部导管(130)从所述管(110)的第一下部区域延伸直到所述管(110)的第二上部区域，以便于所述流动的液体在所述间隙(112)中的循环。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190109 IT 1020190000002351.一种用于反应器(1000)的反应室(100)，所述反应器(1000)用于在基底上沉积半导体材料的层，所述反应室(100)包括管(110)，所述管(110)由石英制成并且具有圆柱形的形状，并且适于在使用中被定位成使得其轴线(111)是竖直的，其中所述管(110)具有圆柱形的内部间隙(112)，所述间隙沿着管(110)的整个长度延伸并且适于容纳流动的液体；所述室(100)还包括环形的封闭元件(120)，所述环形的封闭元件(120)由石英制成并且固定到所述管(110)的第一下端，以便封闭所述间隙(112)，防止在底部处液体从所述间隙流出；其中，在顶部处，所述封闭元件(120)具有面向所述间隙(112)的环形凹部(122)，使得所述流动的液体能够在所述底部处到达所述凹部(122)；
此外，所述室(100)包括所述间隙(112)内部的一组内部导管(130)，所述内部导管(130)优选地由石英制成，其中所述内部导管(130)从所述管(110)的第一下部区域延伸直到所述管(110)的第二上部区域，以便于所述流动的液体在所述间隙(112)中的循环。
2.根据权利要求1所述的反应室(100)，其中，所述凹部(122)的宽度对应于在所述封闭元件(120)的与所述管(110)接触的第一区域处的所述间隙(112)的宽度。
3.根据权利要求1或2所述的反应室(100)，其中，所述凹部(122)的径向横截面轮廓包括圆弧，所述圆弧具有不同的半径，特别是在所述凹部(122)的底部(124)处的第一半径和在所述凹部(122)的侧部(125、126)处的大于所述第一半径的第二半径。
4.根据权利要求1或2或3所述的反应室(100)，其中，所述凹部(122)的径向横截面轮廓使得所述凹部(122)的第一侧部(126)和所述凹部(122)的第二侧部(125)终止于不同的水平高度。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科·科里亚，D·克里帕，毛里利奥·梅斯基亚，西尔维奥·佩雷蒂，徳田雄一郎，
申请(专利权)人：洛佩诗公司，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：意大利;IT
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