成膜装置制造方法及图纸

本申请公开了一种成膜装置，涉及MOCVD设备相关技术领域，用于解决顶板上的温度分布不均匀导致的温度控制效果差的问题。本申请提供的成膜装置具有一反应腔，成膜装置包括基座、盖板组件和加热装置，基座位于反应腔的底部用于承载基片；盖板组件位于反应腔的顶部且与基座相对而设；加热装置用来加热基座；盖板组件包括面向反应腔的顶板及与顶板相邻设置的冷却板组件，顶板具有一朝向反应腔的受热表面和一朝向冷却板组件的散热表面；顶板的散热表面与冷却板组件之间形成有流通间隙，流通间隙沿着顶板的中心向顶板的边缘方向具有多个不同的高度，所述高度为所述散热表面和所述冷却板组件之间的间隙距离。本申请用于对顶板的温度进行分区域控制。进行分区域控制。进行分区域控制。

【技术实现步骤摘要】
成膜装置


[0001]本申请涉及MOCVD设备相关
，具体涉及一种成膜装置。

技术介绍

[0002]金属有机物化学气相沉淀(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，简称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)下在成膜装置内进行。
[0003]其中，成膜装置是由石英管和石墨基座组成。为了生长组分均匀、超薄层、异质结构的化合物半导体材料，各生产厂家和研究者在成膜装置结构的设计上下了很大功夫，设计出了不同结构的成膜装置。成膜装置中的石墨基座是由高纯石墨制成并包裹SIC层。
[0004]成膜装置的底部由基座形成，成膜装置的顶部由顶板形成，基座的下方设置有加热装置，该加热装置能够加热基座以及成膜装置内的气体，使得位于成膜装置顶部的顶板的温度升高，为了避免顶板在高温下发生变形，需要控制顶板的温度，由此，通常会在顶板的上方设有冷却板组件，用于给顶板进行降温。
[0005]然而，现有技术中顶板上与加热装置对应的区域温度最高，其余区域的温度相对较低，即顶板上沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向存在温差，由此导致顶板上的温度分布不均匀，顶板的温度控制效果差。/>
技术实现思路

[0006]本申请提供一种成膜装置，以解决顶板上的温度分布不均匀、温度控制效果差的问题。
[0007]为达上述目的，一方面，本申请提供的成膜装置具有至少一个用于在基片表面成膜的反应腔，所述成膜装置包括基座、盖板组件和加热装置，基座位于所述反应腔的底部、用于承载至少一基片；盖板组件位于所述反应腔的顶部且与所述基座相对而设；加热装置用来加热所述基座；所述盖板组件包括面向所述反应腔的顶板及与所述顶板相邻设置的冷却板组件，所述顶板具有一朝向所述反应腔的受热表面和一朝向所述冷却板组件的散热表面；所述顶板的所述散热表面与所述冷却板组件之间形成有流通间隙，所述流通间隙沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向具有多个不同的高度，所述高度为所述散热表面和所述冷却板组件之间的间隙距离。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述冷却板组件具有一朝向所述散热表面的冷却表面，所述冷却表面为一平面；所述顶板的所述散热表面为一不平整的表面，所述盖板组件至少包括一面向所述散热表面的进气口，以向所述流通间隙内填充导热气体。
[0009]在本申请的一些实施例中，在所述散热表面上形成有靠近所述顶板的中心的第一环形区域，所述顶板在所述第一环形区域与所述冷却表面之间形成所述流通间隙的第一间
隙；在所述第一环形区域内设置有多个整流块，多个所述整流块环绕所述中心且间隔设置。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述第一环形区域包括沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向依次分布的内环形区、中间环形区和外环形区；所述整流块呈辐射状设置于所述中间环形区内；在水平投影面内，所述进气口位于所述内环形区。
[0011]在本申请的一些实施例中，相邻两个所述整流块之间形成有气流通道，所述气流通道靠近所述进气口处的分布密度小于所述气流通道远离所述进气口处的分布密度。
[0012]在本申请的一些实施例中，相邻两个所述整流块之间形成有气流通道，所述气流通道在所述第一环形区域的周向上的宽度相等，多个所述整流块的高度均小于所述第一间隙的高度，所述整流块与所述冷却表面之间的距离小于相邻两个所述整流块之间的气流通道的宽度，所述第一间隙的高度的取值范围为：3mm～6mm。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述散热表面还包括依次位于所述第一环形区域的径向外侧的第二环形区域、第三环形区域和第四环形区域；所述第二环形区域与所述冷却表面之间形成所述流通间隙的第二间隙；所述第三环形区域与所述冷却表面之间形成所述流通间隙的第三间隙；所述第四环形区域与所述冷却表面之间形成所述流通间隙的第四间隙；其中，所述第二间隙的高度小于所述第一间隙的高度、所述第三间隙的高度和所述第四间隙的高度；所述基座上设有凹槽，所述凹槽用于容置所述基片，所述加热装置的直接加热区域至少部分覆盖所述凹槽；在水平投影面内，所述第二环形区域的至少一部分与所述凹槽重合。
[0014]在本申请的一些实施例中，在所述流通间隙的高度方向上，所述凹槽的中心和所述第二环形区域在径向方向上的中间位置共线；所述第二间隙的高度的取值范围为：0.1mm～0.5mm。
[0015]在本申请的一些实施例中，在水平投影面内，所述基座包括被所述加热装置的直接加热区域覆盖的第一区域和位于第一加热区域之外的第二区域，所述第三环形区域与所述第二区域至少部分重合，所述第三间隙的高度的取值范围为：1.5mm～3mm。
[0016]在本申请的一些实施例中，所述第四间隙的高度的取值范围为：2mm～5mm。
[0017]相较于现有技术，本申请中的成膜装置通过将所述流通间隙从靠近所述顶板的中心至远离所述顶板的中心的方向设置成具有不同间隙高度的结构，使得冷却板组件对顶板的冷却效果得到调节，从而通过不同的间隙高度对顶板上不同的区域的温度能够分别进行控制，使得顶板上的温度场分布较为均匀，进而提高了冷却板组件对顶板的温度控制效果。
[0018]第二方面，本申请还提供了一种MOCVD设备，MOCVD设备包括上述成膜装置。
[0019]此外，由于本申请提供的MOCVD设备中的成膜装置和上述成膜装置具有相同的结构，由此本申请提供的MOCVD设备能够达到和上述成膜装置相同的技术效果。
[0020]第三方面，本申请还提供了一种顶板，应用于一成膜装置中，所述顶板具有相对设置的一受热表面和一散热表面；所述散热表面设置有多个高度不同的环形区域，所述多个高度不同的环形区域沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘分布。
[0021]在本申请的一些实施例中，在所述散热表面上形成有沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向依次排布的第一环形区域、第二环形区域、第三环形区域和第四环形区域；所述第二环形区域的高度大于所述第一环形区域的高度、所述第三环形区域的高度和所述第四环形区域的高度；所述第一环形区域包括沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向
依次分布的内环形区、中间环形区和外环形区，在所述中间环形区设置有多个整流块，多个所述整流块呈辐射状环绕所述顶板的中心间隔设置；所述整流块的高度小于所述第二环形区域的高度。
[0022]本申请中所述顶板的所述散热表面设置有多个高度不同的环形区域，所述多个高度不同的环形区域沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘分布，将上述顶板应用于成膜装置时，能够使得顶板和成膜装置中的冷却板组件之间具有不同间隙高度的结构，从而使得冷却板组件对顶板的冷却效果得到调节，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成膜装置，具有至少一个用于在基片表面成膜的反应腔，其特征在于，所述成膜装置包括：基座，位于所述反应腔的底部、用于承载至少一基片；盖板组件，位于所述反应腔的顶部且与所述基座相对而设；加热装置，用来加热所述基座；所述盖板组件包括面向所述反应腔的顶板及与所述顶板相邻设置的冷却板组件，所述顶板具有一朝向所述反应腔的受热表面和一朝向所述冷却板组件的散热表面；所述顶板的所述散热表面与所述冷却板组件之间形成有流通间隙，所述流通间隙沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向具有多个不同的高度，所述高度为所述散热表面和所述冷却板组件之间的间隙距离。2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，所述冷却板组件具有一朝向所述散热表面的冷却表面，所述冷却表面为一平面；所述顶板的所述散热表面为一不平整的表面，所述盖板组件至少包括一面向所述散热表面的进气口，以向所述流通间隙内填充导热气体。3.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，在所述散热表面上形成有靠近所述顶板的中心的第一环形区域，所述顶板在所述第一环形区域与所述冷却表面之间形成所述流通间隙的第一间隙；在所述第一环形区域内设置有多个整流块，多个所述整流块环绕所述中心且间隔设置。4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于，所述第一环形区域包括沿着所述顶板的中心向所述顶板的边缘方向依次分布的内环形区、中间环形区和外环形区；所述整流块呈辐射状设置于所述中间环形区内；在水平投影面内，所述进气口位于所述内环形区。5.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在于，相邻两个所述整流块之间形成有气流通道，所述气流通道靠近所述进气口处的分布密度小于所述气流通道远离所述进气口处的分布密度。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：无锡先为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：