【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其是半导体外延薄膜气相沉积技术，具体地，涉及一种新型的径向热传导的mocvd(金属有机化学气相沉积)设备。
技术介绍
1、目前，mocvd(金属有机化学气相沉积)是半导体化合物材料制备的关键技术之一，一般以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外延薄膜生长的源材料，通过化学反应的方式在衬底上进行气相沉积，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。mocvd被广泛应用于包括半导体器件、光学器件、气敏元件、超导薄膜材料、铁电/铁磁薄膜、高介电材料等多种薄膜材料的制备，mocvd设备是半导体行业上游必须用到的重要设备。
2、目前市场上常用的mocvd反应室主要包括行星式反应室、立式近耦合喷淋反应室、以及立式高速旋转盘式反应室等。这些类型的mocvd反应室的特点是待沉积的衬底都是水平地放置在水平盘上，反应气体进入反应室在水平放置的衬底上沉积获得产物。以德国aixtron行星式反应室为例，反应室内设置有能够旋转的石墨基座，石墨基座呈圆盘状，若干个衬底构成一组，多个衬底组圆周地均匀设置在石墨基座上，石墨基座能够公转，同时每个衬底组自转，ⅲ族和ⅴ族反应剂从上盖中央进入，通过格栅沿石墨基座和天棚之间的环形空间呈辐射状向外缘水平流动，利用自转加公转获得了每片衬底表面均匀的生长速度。
3、由于半导体薄膜沉积对反应气体的温度场、速度场、浓度场均有较高要求，而且随着对半导体芯片性能要求的提高，多场均匀性的要求仍在不断提高。同时，半导体行业对大
4、首先，目前传统的mocvd反应室的基座尺寸的增大会对温度均匀性提出挑战。在反应室内，需要保持稳定的高温环境以促进外延薄膜生长，当圆盘形基座尺寸增大时，反应室内的温度分布变得越来越不均匀，从而导致生长过程中的温度梯度增加。因此，外延生长均匀性对基座尺寸较为敏感，在较小的基座上，外延薄膜的生长相对容易实现均匀，而当基座尺寸增大时，外延薄膜在基座表面的分布变得更加复杂，这可能导致不均匀的沉积厚度和材料组分分布，从而影响器件的性能和一致性。
5、其次，mocvd薄膜生长过程中，对气体组分控制的要求也非常高，气体的成分和流动均匀性对薄膜生长过程中的反应速率和物质输运起着重要作用。基座尺寸增大导致中心进气的气流在基座不同直径处的分布均匀性差异越来越大，从而影响材料生长过程中的气氛控制，这可能导致生长材料质量的不一致性，进而影响器件性能。
6、总之，对于现有的mocvd设备，通过增大基座尺寸可以提高mocvd设备的产能，但是伴随着流动均匀性、温度均匀性、气体组分控制等问题，因此，所获得产能增长是有限的。
7、此外，现有的mocvd设备中，承载晶圆衬底的基座为水平状态，加热器在水平圆盘的下方布置，加热器仅上表面对圆盘基座进行辐射加热，而其他表面对外界环境的热损失较大，导致设备能耗损失大。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种新型的mocvd设备。本专利技术的目的可能为多个，但并不意在解决所有问题、达到所有目的，只要解决其中一个技术问题就达到了本专利技术的目的。
2、本专利技术的目的还在于提供一种径向热传导的mocvd设备，具有改善的温度均匀性、气体流动均匀性和/或气体浓度均匀性。
3、本专利技术的目的还在于提供一种径向热传导的mocvd设备，能够提高半导体器件的沉积质量。
4、本专利技术的目的还在于提供一种径向热传导的mocvd设备，使用该设备能够增大产能，或者说能够在获得高质量、高性能的沉积产品的同时也易于加大产能。
5、本专利技术的目的还在于提供一种径向热传导的mocvd设备，降低设备的总体能耗。
6、为达到上述目的或目的之一，本专利技术的技术解决方案如下：
7、一种径向热传导的mocvd设备，所述mocvd设备包括：
8、反应腔壳，用于提供供反应气体发生化学反应的环境；
9、进气口和排气口，分别用于向反应腔壳内供应反应气体和从反应腔壳内排出气体；
10、内筒，设置在反应腔壳内，并且内筒与反应腔壳之间形成反应气体通道；以及
11、加热元件，所述加热元件设置在内筒的内部和/或反应腔壳的腔壁之中，
12、其中，所述反应腔壳和所述内筒均呈大致圆筒形，并且加热元件产生的热量沿反应腔壳或内筒的径向向反应气体通道传递。
13、根据本专利技术的一个优选实施例，所述mocvd设备被配置为使得内筒和反应腔壳之间能够相对旋转。
14、根据本专利技术的一个优选实施例，所述内筒被配置为能够围绕内筒的纵向轴线旋转，并且所述反应腔壳被配置为在mocvd设备的工作过程中保持静止；或者
15、所述反应腔壳的至少一部分被配置为能够围绕反应腔壳的纵向轴线旋转，并且所述内筒被配置为在mocvd设备的工作过程中保持静止；或者
16、所述反应腔壳的至少一部分和所述内筒被配置为能够同时旋转，但内筒和反应腔壳的旋转方向或旋转速度不同。
17、根据本专利技术的一个优选实施例，所述加热元件包括：
18、平行布置的多个加热条，所述多个加热条均平行于内筒的纵向轴线并相对于内筒的纵向轴线沿周向分布；或者
19、平行布置的多个环形加热带，所述多个环形加热带相对于内筒的纵向轴线沿轴向分布；或者
20、多个加热块，所述多个加热块在围绕内筒的纵向轴线的一个选定圆周面上均匀分布；或者
21、多个加热条、多个环形加热带和多个加热块中任意两种的组合。
22、根据本专利技术的一个优选实施例，所述加热元件采用硅钼棒、钨丝或钼丝。
23、根据本专利技术的一个优选实施例，所述内筒为空心内筒，所述加热元件设置在内筒的内部；
24、所述加热元件包括平行布置的多个加热条，所述多个加热条均平行于内筒的纵向轴线并相对于内筒的纵向轴线沿周向分布；并且
25、每个加热条的两端固定在内筒的沿纵向轴线的两端上。
26、根据本专利技术的一个优选实施例，所述加热元件设置在反应腔壳的腔壁之中；
27、所述加热元件包括平行布置的多个加热条，所述多个加热条均平行于反应腔壳的纵向轴线并相对于反应腔壳的纵向轴线沿周向分布；并且
28、每个加热条通过固定部固定在反应腔壳的腔壁中。
29、根据本专利技术的一个优选实施例，所述加热元件在靠近进气口或排气口的位置的分布密度或功率密度大于在远离进气口或排气口的位置的分布密度或功率密度。
30、根据本专利技术的一个优选实施例，中心支撑轴贯穿所述内筒的中心并从内筒的沿纵向轴线的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种径向热传导的MOCVD设备，其特征在于，所述MOCVD设备包括：
2.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于，所述加热元件包括：
5.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
10.根据权利要求1-9所述的径向热传导的MOCVD设备，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种径向热传导的mocvd设备，其特征在于，所述mocvd设备包括：
2.根据权利要求1所述的径向热传导的mocvd设备，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的径向热传导的mocvd设备，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的径向热传导的mocvd设备，其特征在于，所述加热元件包括：
5.根据权利要求1所述的径向热传导的mocvd设备，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐国强，张丽娜，闻洁，
申请(专利权)人：杭州龙圣外延科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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