金属有机化学气相沉积设备及使用方法技术

本公开提供了一种金属有机化学气相沉积设备及使用方法，属于外延生长技术领域。金属有机气相沉积设备包括反应腔、生长结构与加热结构。生长结构中的位于反应腔内的外延托盘可以用于对衬底进行支撑，驱动组件可以用于驱动外延托盘正常转动以实现生长。加热结构包括加热件与升降组件，相连的加热件与升降组件均位于外延托盘与反应腔的底部之间，且加热件与升降组件在外延托盘指向反应腔的底部的方向上依次分布。快速降温时，可以使外延托盘上升，加热件快速下降，温度快速变化。温度调整所需的时间较短，可以降低温度需求跨度较大的外延材料的制备成本并提高外延材料的制备效率。料的制备成本并提高外延材料的制备效率。料的制备成本并提高外延材料的制备效率。

【技术实现步骤摘要】
金属有机化学气相沉积设备及使用方法


[0001]本公开涉及外延生长
，特别涉及一种金属有机化学气相沉积设备及使用方法。

技术介绍

[0002]加热结构是金属有机化合物化学气相沉积(英文：Metal
‑
organic Chemical Vapor Deposition，简称：MOCVD)设备的一部分，加热结构位于MOCVD设备的反应腔内且通常位于MOCVD设备反应腔内的外延托盘的一端，加热结构加热外延托盘以使热量通过外延托盘传递至位于外延托盘的另一端的衬底上。
[0003]MOCVD设备内通常为加热件，改变加热件的温度，则可以改变由加热件传递至衬底的热量并改变衬底的温度。但加热件的温度的改变需要一定时长，如果要生长温度需求跨度较大的外延材料，加热件的温度以及由加热件热量控制的衬底的温度的改变会需要较长时间，导致外延材料制备的时间大幅度提高，外延材料的制备效率下降。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供了一种金属有机化学气相沉积设备及使用方法，能够降低温度需求跨度较大的外延材料的制备成本并提高外延材料的制备效率。所述技术方案如下：
[0005]本公开实施例提供了一种金属有机化学气相沉积设备及使用方法，所述金属有机气相沉积设备包括反应腔、生长结构与加热结构，
[0006]所述生长结构包括外延托盘与驱动组件，所述外延托盘位于所述反应腔内，所述驱动组件与所述外延托盘相连，所述驱动组件用于驱动所述外延托盘转动或者轴向移动，
[0007]所述加热结构包括加热件与升降组件，所述加热件与所述升降组件位于所述外延托盘与所述反应腔的底部之间，所述加热件与所述升降组件相连，且所述加热件与所述升降组件在所述外延托盘指向所述反应腔的底部的方向上依次分布，所述升降组件用于驱动所述加热件沿所述外延托盘的轴向移动。
[0008]可选地，所述外延托盘与所述加热件之间的距离的变化范围为1～5cm。
[0009]可选地，所述升降组件包括环形支撑台与多个轴线平行于所述外延托盘的伸缩缸，所述多个伸缩缸的一端均与所述反应腔的底部相连，且所述多个伸缩缸沿所述外延托盘的周向等距间隔分布，所述环形支撑台的一端与所述多个伸缩缸的另一端相连，所述环形支撑台与所述加热件相连，所述环形支撑台的轴线与所述外延托盘的轴线重合。
[0010]可选地，所述反应腔为柱状腔，所述加热结构还包括环形导流板，所述环形导流板的外周壁同轴固定在所述反应腔的周壁上，所述环形导流板的内周壁具有螺旋槽。
[0011]可选地，所述螺旋槽与所述环形导流板的端面之间的夹角为28
°
～40
°
。
[0012]可选地，所述螺旋槽的横截面为梯形，且所述螺旋槽的底部宽度小于所述螺旋槽的顶部宽度。
[0013]可选地，所述螺旋槽的最小宽度为5～10mm。
[0014]可选地，所述环形导流板具有冷却液孔，所述冷却液孔的进口与所述冷却液孔的出口在所述环形导流板的一端的端面间隔分布。
[0015]本公开实施例提供了一种金属有机化学气相沉积设备的使用方法，所述使用方法采用如前所述的金属有机化学气相沉积设备实现，所述使用方法包括：
[0016]在反应腔的外延托盘上放置多个衬底；
[0017]驱动组件驱动所述外延托盘转动；
[0018]加热件加热所述外延托盘；
[0019]向所述反应腔内通入反应气体与有机金属源，以在所述衬底上生长外延材料；
[0020]根据所述外延材料的生长温度需求，使所述驱动组件驱动所述外延托盘上升或下降，使所述升降组件驱动所述加热件升高或下降，使所述外延托盘和所述加热件之间的距离变化以改变所述外延托盘与所述衬底的温度。
[0021]可选地，若所述外延材料的生长温度降低的范围为50～200℃，使所述驱动组件驱动所述外延托盘上升，所述升降组件驱动所述加热件降低；
[0022]若所述外延材料的生长温度升高的范围为50～300℃，使所述驱动组件驱动所述外延托盘下降，所述升降组件驱动所述加热件升高。
[0023]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0024]金属有机气相沉积设备包括反应腔、生长结构与加热结构。生长结构中的位于反应腔内的外延托盘可以用于对衬底进行支撑，驱动组件可以用于驱动外延托盘正常转动以实现生长。加热结构包括加热件与升降组件，相连的加热件与升降组件均位于外延托盘与反应腔的底部之间，且加热件与升降组件在外延托盘指向反应腔的底部的方向上依次分布。升降组件可以驱动所述加热件沿所述外延托盘的轴向移动，配合生长结构中可以驱动外延托盘轴向移动的驱动组件，则可以根据外延材料的生长温度需求，使驱动组件驱动外延托盘上升或下降，使升降组件驱动加热件升高或下降，使外延托盘和加热件之间的距离变化以改变外延托盘与衬底的温度。且可以控制外延托盘与加热件之间的距离，以不同的速率变化，在制备生长温度跨度较大的外延材料的情况时，例如需要快速降温时，可以使外延托盘上升的同时，加热件快速下降，加热件与外延托盘之间的距离以较快的速率增加，加热件传递外延托盘的热量快速减少，可以在有效的时间内快速降低外延托盘及外延托盘上衬底的温度，降低衬底上外延材料的温度。需要快速加热时，控制外延托盘与加热件的工作状态与上文相反即可。温度调整所需的时间较短，可以降低温度需求跨度较大的外延材料的制备成本并提高外延材料的制备效率。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。
[0026]图1是本公开实施例提供的金属有机化学气相沉积设备的结构示意图；
[0027]图2是本公开实施例提供的环形导流板的正视图；
[0028]图3是本公开实施例提供的环形导流板的部分俯视图；
[0029]图4是本公开实施例提供的一种金属有机化学气相沉积设备的使用方法流程图。
具体实施方式
[0030]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
[0031]为便于理解，此处提供图1，图1是本公开实施例提供的金属有机化学气相沉积设备的结构示意图，参考图1可知，本公开实施例提供了一种金属有机化学气相沉积设备，金属有机气相沉积设备包括反应腔1、生长结构2与加热结构3。
[0032]生长结构2包括外延托盘21与驱动组件22，外延托盘21位于反应腔1内，驱动组件22与外延托盘21相连，驱动组件22用于驱动外延托盘21转动或者轴向移动。
[0033]加热结构3包括加热件31与升降组件32，加热件31与升降组件32位于外延托盘21与反应腔1的底部之间，加热件31与升降组件32相连，且加热件31与升降组件32在外延托盘21指向反应腔1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属有机化学气相沉积设备，其特征在于，所述金属有机气相沉积设备包括反应腔(1)、生长结构(2)与加热结构(3)，所述生长结构(2)包括外延托盘(21)与驱动组件(22)，所述外延托盘(21)位于所述反应腔(1)内，所述驱动组件(22)与所述外延托盘(21)相连，所述驱动组件(22)用于驱动所述外延托盘(21)转动或者轴向移动，所述加热结构(3)包括加热件(31)与升降组件(32)，所述加热件(31)与所述升降组件(32)位于所述外延托盘(21)与所述反应腔(1)的底部之间，所述加热件(31)与所述升降组件(32)相连，且所述加热件(31)与所述升降组件(32)在所述外延托盘(21)指向所述反应腔(1)的底部的方向上依次分布，所述升降组件(32)用于驱动所述加热件(31)沿所述外延托盘(21)的轴向移动。2.根据权利要求1所述的金属有机化学气相沉积设备，其特征在于，所述外延托盘(21)与所述加热件(31)之间的距离的变化范围为1～5cm。3.根据权利要求1所述的金属有机化学气相沉积设备，其特征在于，所述升降组件(32)包括环形支撑台(321)与多个轴线平行于所述外延托盘(21)的伸缩缸(322)，所述多个伸缩缸(322)的一端均与所述反应腔(1)的底部相连，且所述多个伸缩缸(322)沿所述外延托盘(21)的周向等距间隔分布，所述环形支撑台(321)的一端与所述多个伸缩缸(322)的另一端相连，所述环形支撑台(321)与所述加热件(31)相连，所述环形支撑台(321)的轴线与所述外延托盘(21)的轴线重合。4.根据权利要求2所述的金属有机化学气相沉积设备，其特征在于，所述反应腔(1)为柱状腔，所述加热结构(3)还包括环形导流板(36)，所述环形导流板(36)的外周壁同轴固定在所述反应腔(1)的周壁上，所述环形导...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈张笑雄，葛永晖，薛涛，刘春杨，梅劲，李鹏，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：