一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室，包括底盘，所述底盘上设置反应腔室，所述反应腔室内从下至上依次设置加热器电极、钨丝加热器、支撑环、石墨盘组件和喷淋头，在所述石墨盘组件的周围设置尾气收集环，且所述尾气收集环能进行尾气收集，所述石墨盘组件设置在支撑环上，且能通过钨丝加热器对石墨盘组件进行加热，所述支撑环的材质为石英，所述石墨盘的尺寸为300mm。通过对现有的MOCVD设备的升级改造，节约了企业的成本，同时这种设计能保证温度升温至1400度，符合设计的预期，使其具备生长深紫外氮化镓材料的能力，同时这种设备也不需要进口，降低了国内企业进口的压力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室


[0001]本技术涉及氮化镓生产领域，尤其涉及一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室。

技术介绍

[0002]MOCVD是在气相外延生长的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术。MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、
Ⅵ
族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种
Ⅲ‑
V族、
Ⅱ‑Ⅵ
族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10
‑
100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500
‑
1200℃,用直流加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。
[0003]在第三代半导体的新兴领域中，波段在300nm以内的深紫外氮化镓LED的需求日益旺盛。在深紫外氮化镓的生长中，氮化铝(AlN)材料的生长，又是关键部分。而氮化铝的生长条件通常为高温，在1400度以上，才能形成致密均匀的氮化铝材料，目前用于生长深紫外氮化镓的设备还依赖进口，而且产能为每炉6片。设备一般从美国或德国进口，受制于出口管控，国内的部分客户无法采购，而且6片机的产能太小，未来不能满足量产化的需求。
[0004]因此本技术专利技术人，针对上述技术问题，旨在专利技术一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室。

技术实现思路

[0005]为克服上述缺点，本技术的目的在于提供一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室。
[0006]为了达到以上目的，本技术采用的技术方案是：一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室，包括底盘，所述底盘上设置反应腔室，所述反应腔室内从下至上依次设置加热器电极、钨丝加热器、支撑环、石墨盘组件和喷淋头，在所述石墨盘组件的周围设置尾气收集环，且所述尾气收集环能进行尾气收集，所述石墨盘组件设置在支撑环上，且能通过钨丝加热器对石墨盘组件进行加热，所述支撑环的材质为石英，所述石墨盘的尺寸为300mm。
[0007]优选地，所述石墨盘组件包括石墨盘上盘和石墨盘下盘。原先的石墨盘上盘和石墨盘下盘的尺寸在380mm，与反应腔室的内壁距离很近，而反应腔室由冷却水进行冷却，即导致石墨盘组件的边缘温度难以进一步提升，所以将石墨盘组件做内缩处理，保证石墨盘组件整体的温度能快速升高。
[0008]优选地，所述钨丝加热器的支撑板采用氮化硼材料，且厚度为2mm。将钨丝加热器的支撑板更换为2mm的氮化硼材料，由于氮化硼的材料隔热性比较好，所以，钨丝加热器辐射的热量会向上方的石墨盘辐射，不容易向下辐射，保证石墨盘组件的温度能更快的升温。
[0009]优选地，所述钨丝加热器的钨丝为三根一股设置。增加钨丝加热器中的钨丝的缠绕数量，以前是2根为一股，现在增加为3根一股，由于钨丝是并联关系，3根加热器的电阻较2根加热丝更小，在同样电压的情况下，会产生更高的电流，根据Q＝I2R，可知，电流越大，发
热量也会越高。
[0010]优选地，所述钨丝加热器与石墨盘组件的距离不大于2mm。将原有的钨丝加热器距离石墨盘组件的距离3mm减少为2mm以内，距离越近，辐射量越多，保证升温更及时。
[0011]优选地，所述尾气收集环的材质为纯石墨材质。原先的尾气收集环的材质为钼质，属于金属材质，具有较好的导热性，边缘的热量会被尾气收集环导出至反应腔室的边缘，不利于反应腔室的保温，所以将其更换为纯石墨材料，其热传导性远低于金属材料，所以能起到保温效果，为1200
‑
1400的升温提供了保证。
[0012]在加热器电极的下方还设置有电极冷却水路能对加热器电极进行冷却。
[0013]本技术一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室的有益效果是，通过对现有的MOCVD设备的升级改造，节约了企业的成本，同时这种设计能保证温度升温至1400度，符合设计的预期，使其具备生长深紫外氮化镓材料的能力，同时这种设备也不需要进口，降低了国内企业进口的压力，同时产能也高于进口设备的6片产能。
附图说明
[0014]图1为用于氮化镓MOCVD的高温反应室的结构示意图。
[0015]图2为图1的局部放大示意图。
[0016]图中：
[0017]1、底盘，2、反应腔室，3、加热器电极，4、钨丝加热器，5、支撑环，6、石墨盘组件，7、喷淋头，8、尾气收集环，
[0018]41、支撑板，61、石墨盘上盘，62、石墨盘下盘。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020]参见附图1
‑
2所示，本实施例中的一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室，包括底盘1，底盘1上设置反应腔室2，反应腔室2内从下至上依次设置加热器电极3、钨丝加热器4、支撑环5、石墨盘组件6和喷淋头7，在石墨盘组件6的周围设置尾气收集环8，且尾气收集环8能进行尾气收集，石墨盘组件6设置在支撑环5上，且能通过钨丝加热器4对石墨盘组件6进行加热，支撑环5的材质为石英，石墨盘的尺寸为300mm。
[0021]石墨盘组件6包括石墨盘上盘61和石墨盘下盘62。原先的石墨盘上盘61和石墨盘下盘62的尺寸在380mm，与反应腔室2的内壁距离很近，而反应腔室2由冷却水进行冷却，即导致石墨盘组件6的边缘温度难以进一步提升，所以将石墨盘组件6做内缩处理，保证石墨盘组件6整体的温度能快速升高。
[0022]钨丝加热器4的支撑板41采用氮化硼材料，且厚度为2mm。将钨丝加热器4的支撑板41更换为2mm的氮化硼材料，由于氮化硼的材料隔热性比较好，所以，钨丝加热器4辐射的热量会向上方的石墨盘辐射，不容易向下辐射，保证石墨盘组件6的温度能更快的升温。
[0023]钨丝加热器4的钨丝为三根一股设置。增加钨丝加热器4中的钨丝的缠绕数量，以前是2根为一股，现在增加为3根一股，由于钨丝是并联关系，3根加热器的电阻较2根加热丝
更小，在同样电压的情况下，会产生更高的电流，根据Q＝I2R，可知，电流越大，发热量也会越高。
[0024]钨丝加热器4与石墨盘组件6的距离不大于2mm。将原有的钨丝加热器4距离石墨盘组件6的距离3mm减少为2mm以内，距离越近，辐射量越多，保证升温更及时。
[0025]尾气收集环8的材质为纯石墨材质。原先的尾气收集环8的材质为钼质，属于金属材质，具有较好的导热性，边缘的热量会被尾气收集环8导出至反应腔室2的边缘，不利于反应腔室2的保温，所以将其更换为纯石墨材料，其热传导性远低于金属材料，所以能起到保温效果，为1200
‑
1400的升温提供了保证。
[0026]一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室的有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室，包括底盘，所述底盘上设置反应腔室，所述反应腔室内从下至上依次设置加热器电极、钨丝加热器、支撑环、石墨盘组件和喷淋头，在所述石墨盘组件的周围设置尾气收集环，且所述尾气收集环能进行尾气收集，所述石墨盘组件设置在支撑环上，且能通过钨丝加热器对石墨盘组件进行加热，其特征在于：所述支撑环的材质为石英，所述石墨盘的尺寸为300mm。2.根据权利要求1所述的一种用于氮化镓MOCVD的高温反应室，其特征在于：所述石墨盘组件包括石墨盘上盘和石墨盘下盘。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞，
申请(专利权)人：苏州尚勤光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：