气体处理系统技术方案

如转盘式反应器（１０）的有机金属化学汽相沉积（ＭＯＣＶＤ）反应器具有气体喷射器头部，该喷射器头部具有布置在相邻的气体进口之间的扩散器（１２９）。所述扩散器在下游方向上成锥形。所述喷射器头部理想地具有用于如烷基金属的第一气体的、径向成排布置的进口（１１７），该进口从反应壁向内径向地终止以使反应壁上的反应物的沉积最少。喷射器头部还理想地具有用于如氨气的第二气体的、布置在成排的第一气体进口之间的区域中的进口（１２５），并且另外具有用于第二气体的、与旋转轴线同轴的中心进口（１３５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于如化学汽相沉积的反应气体相加工的系统。
技术介绍
化学汽相沉积("CVD")反应器允许处理安装在反应室内部的晶片承载 器上的基片(例如，晶片)。面朝所述晶片承载器安装被称为气体分配喷射 器或喷射器头部的部件。所述喷射器典型地包括多个向用于化学汽相沉积 的该室供应某些气体的组合的气体进口。 一些气体分配喷射器提供隔层或 运载气体，其协助在化学汽相沉积过程期间供应层流气流，其中所述运载 气体典型地不会参与化学汽相沉积。许多气体分配喷射器具有莲蓬头结构， 该莲蓬头结构包括在头部上以一模式间隔开的气体进口。气体分配喷射器典型地允许来自喷射器表面上的气体进口的原始气体 的方向朝着反应室的某些目标区域，在该目标区域中可以对晶片进行处理 以用于如材料层的外延生长的过程。理想地，原始气体被导向晶片承载器， 以便原始气体尽可能地靠近晶片反应，从而最大化晶片表面处的反应过程 和外延生长。例如，在许多有机金属的化学汽相沉积(M0CVD)过程中，通过所述喷 射器将由有机金属和氢化物(例如，氨或胂)所组成的原始气体的组合物 引入到反应室内。还可以通过所述喷射器将有助于过程的运载气体，例如 氢、氮或惰性气体(如，氩或氦)引入到反应器中。原始气体在反应室中 混合并且反应，以在保持在反应室内的晶片上形成沉积物。运载气体典型 地协助在晶片承载器处维持层流。这样，可以获得如GaAs、 GaN、 GaAlAs、 InGaAsSb、 InP、 ZnSe、 ZnTe、 HgCdTe、 InAsSbP、 InGaN、 AlGaN、 SiGe、 SiC、 Zn0和InGaAlP等半导体化 合物的外延生长。例如，为了执行除外延生长之外的目的(如蚀刻)的其 他气体处理过程。然而，许多现有的气体喷射器系统具有可能妨碍有效操作或均匀沉积 的问题。例如，现有气体分配喷射器系统中的原始喷射模式可以包含显著 的"死空间"(没有来自喷射器表面上的气体进口的起作用的流动的空间)， 其在喷射器附近产生再循环模式。这些再循环模式可以导致原始化学物质的预反应，而在喷射器上引起 有害的反应产物的沉积。另外，可以在反应室的壁上出现有害的沉积。所 述有害的沉积消耗了反应物并且降低了过程的效率和重复能力。此外，沉 积在喷射器上或反应器壁上的反应产物可以被移动并且可以污染被加工的 基片。从而，许多当前系统需要频繁地清理反应器，其进一步降低了生产 率。现有技术中已经投入了相当大的努力，以在晶片承载器的整个范围上 获得均匀的反应条件，以确保在所有基片上均匀地生长出沉积层。另一个 要求是确保有效地利用且不浪费供应到反应器的全部区域中的过程气体。 然而，在这些方面的操作的进一步的改善仍是所希望的。因此，虽然在该领域做了所有的努力，但是希望进一步地改善。
技术实现思路
本专利技术的一方面提供了用于气体处理反应器的喷射器头部。根据本发 明该方面的头部包括限定多个气体进口的结构，所述气体进口具有面向下 游方向的开口。所述头部还理想地包括布置在相邻气体进口之间的扩散元 件，所述扩散元件在下游方向上从气体进口延伸并且在下游方向上逐渐变 细。如以下所述，扩散元件可以抑制邻近喷射器头部的气体的再循环。本专利技术进一步的方面提供了利用至少第一气体和第二气体来对一个或 多个基片进行气体处理的反应器。根据本专利技术该方面的反应器理想地包括 反应室和用于支承所述一个或多个基片的基片保持器。基片保持器理想地 被安装在反应室内，用于围绕在上游和下游方向上延伸的轴线旋转。根据本专利技术该方面的反应器还理想地包括布置在基片保持器上游的喷射器头 部。该喷射器理想地具有限定多个第一气体进口的结构，第一气体进口被 布置成在垂直于所述轴线的第一径向方向上延伸的第一排和在垂直于所述 轴线并且垂直于第一径向方向的第二径向方向上延伸的第二排。喷射器头 部还理想地包括多个第二气体区进口，所述第二气体区进口被布置在成排的第一气体进口之间在围绕该轴线的喷射器头部的象限(quadrants)中。 选择性地，喷射器头部进一步限定了布置在该轴线处的中心第二气体进口。成排的第一气体进口理想地向反应室的壁的内部终止。换言之，成排 的第一气体进口理想地从所述轴线延伸至第一径向距离，而第二气体区进 口理想地从所述轴线延伸至第二径向距离，第一径向距离小于第二径向距 离。如下面进一步所述，该布置可以抑制该室的壁上的有害的沉积。本专利技术的其他方面还提供了处理基片的方法，该方法理想地使用了如 以上所述的与反应器和喷射器头部有关的特征。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的反应器的简化的剖面视图。 图2是描绘图1中所示的反应器的一些部件的示意图。 图3是类似于图2但是描绘了处于不同工作状态中的部件的视图。 图4是沿图3中的线4-4的剖面视图。 图5是沿图4中的线5-5的图解剖面视图。 图6是图4中所指出的区域以放大比例的局部视图。 图7是类似于图4的视图，为了使图示清晰的缘故省略了一些元件。 图8是类似于图6的视图，但是描绘了本专利技术替换实施例的反应器的 一部分。图9是类似于图8的视图，但是描绘了本专利技术另一个实施例的反应器 的一部分。具体实施例方式现在参照附图，其中相同的数字表示相同的元件，图1中显示了结合 有根据本专利技术一个实施例的多气体喷射器的转盘式反应器。如图1中用图解法所图示的，器具包括大致圆筒形的反应室10，该反 应室典型地具有由实质上不与过程气体反应的不锈钢或其他材料形成的 壁。反应器典型地包括如底板和排气口 (未显示)的其他部件。安装主轴12和大致盘状的晶片(基片)承载器14以用于围绕与该圆筒形室同轴的轴 线16旋转。如晶片18的基片被保持在晶片承载器上，待处理的基片的表 面20放置成实质上垂直于轴线16并且面向由箭头U所指示的沿该轴线的 上游方向。利用未显示的传统部件来使基片承载器和基片维持升高的温度。例 如，可以通过一组电加热元件(未显示)来加热安装在主轴上的加热感受 器(未显示)。加热元件典型地是由如(但不限于)钼、钨或铼等的折射金 属或如石墨的非金属制成的。在该系统中，热量从加热元件传递到感受器 上并且从感受器传递到基片承载器上。加热元件可以被分成多个加热带区。 可以基于要被执行的反应和对于特定反应器及化学汽相沉积室所需的加热 特性来选择用于加热元件的金属。在加热元件和感受器下面布置隔热件是 有利的。可选择地，可以由加热元件直接加热晶片承载器。气体分配喷射器头部22位于该室的上游端处(如图1所示，该端部朝 向图的顶部)。气体分配喷射器头部包括限定出内表面24的结构，该内表 面24面对图1中由箭头D所指示的下游方向(沿基片承载器的旋转轴线的 方向，如图1所示，朝向图的底部)。在反应器的侧面或圆周壁中设置用于装载和卸载晶片的适当装置，例 如，进入端口101 (图2和3)。在所描述的特定实施例中，晶片承载器14 是可移除的。安装大致环箍状的闸板103用于在上游和下游轴向方向上的 移动。当闸板103处于图2所描述的縮回或打开位置时，可以从该室移除 带有处理过的晶片的晶片承载器14，并且由支承有待处理晶片的新晶片承 载器14来替换。当闸板103处于图3所示的前进或闭合位置时，其围绕晶 片承载器14并且覆盖进入端口 101。在该位置中，闸板10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气体处理反应器的喷射器头部，该头部包括：　（ａ）限定多个气体进口的结构，该气体进口具有面向下游方向的开口；和　（ｂ）布置在相邻气体进口之间的扩散元件，该扩散元件在下游方向上从该气体进口延伸并且在下游方向上逐渐变细。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B米特洛维奇，A居拉瑞，EA阿穆尔，
申请(专利权)人：威科仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]