一种用于金属有机化学气相沉积反应器的气体分布装置，包括：顺序叠加、彼此连接在一起的控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板，其中所述控温气体分布板与所述第一气体分布板之间焊接固定，所述第一气体分布板和所述第二气体分布板之间通过可拆卸固定装置固定连接；所述控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板上分别预设有若干通道，在所述控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板彼此连接后，所述若干通道相互连通并构成相互隔离的若干个第一气体分布通道与若干个第二气体分布通道，所述若干个第一气体分布通道与第一反应气体源相连通，所述若干个第二气体分布通道与第二反应气体源相连通；所述控温气体分布板上还设置有与冷却源相连接的冷却腔。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及生长第III族元素和第V族元素化合物薄膜的反应器，尤其涉及 一种用于金属有机化学气相沉积反应器的气体分布装置及相关反应器。
技术介绍
氮化镓(GaN)是一种广泛应用于制造蓝光、紫光和白光二极管、紫外线检测器和 高功率微波晶体管的材料。由于GaN在制造适用于大量用途的低能耗装置(如，LED)中具 有实际和潜在的用途，GaN薄膜的生长受到极大的关注。GaN薄膜能以多种不同的方式生长，包括分子束外延(MBE)法、氢化物蒸气阶段外 延(HVPE)法、金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法等。目前，MOCVD法是用于为生产 LED得到足够质量的薄膜的优选的沉积方法。MOCVD工艺通常在一个具有温度控制的环境下的反应腔或反应腔内进行。通常， 由包含第III族元素(例如镓(Ga))的第一前体气体和一含氮的第二前体气体(例如氨 (NH3))被通入反应腔内反应以在基片上形成晶体GaN薄膜。一载流气体(carrier gas)也 可以被用于协助运输前体气体至基片上方。这些前体气体在被加热的基片表面混合反应， 进而形成第III族氮化物薄膜(例如GaN薄膜)而沉积在基片表面并形成晶体外延层。前述的第一前体气体第二前体气体需要在到达基片时要按比例均勻混合，但是第 一前体气体和第二前体气体又不能过早的混合，因为基片被加热到反应温度(通常大于 IOOO0C )时基片上方空间受辐射温度也很高，所以两种反应气体的混合气体在温度足够 高的其它空间也能发生反应而形成结晶固体。这种结晶固体会随着气流扩散形成污染而不 会在基片上形成晶体GaN。传统MOCVD反应气体供气形式有多种，其中包括多种气体水平供 气的方法，如现有技术US5370738中所示含V族元素和III族元素的气体通过不同层的通 道在接近基片附近的空间混合并流过基片表面，并在基片另一端被抽走。用这种方法供气 存在明显的问题混合气体流过基片的上游和下游，若气体混合度不同则反应气体成份就 不同，这会造成整个基片表面的沉积均一性降低。为了解决这个问题Thomas Swan公司提出了利用接近基片的喷淋头来供气的方 法，如专利EP0687749所示，利用该方法基本可以实现基本表面的均勻处理，但是由于要在 整个反应区表面均勻地供应不同的反应气体，而且在到达反应区前两种前体气体要互相隔 离，所以气体喷淋头的结构非常复杂、难以制造，在使用中的维护和清洗也非常困难。CN10167849提出了一种层叠的气体喷淋头结构，每层气体分布板中均包括多个互 相隔离的腔体，将多层气体喷淋头部件在高温下压焊形成一个整体，构成一个完整功能的 气体喷淋头。这种结构的喷淋头在工业应用中仍然存在不可弥补的缺陷，由于不同气体分 布板之间是压焊的，在每个高温处理循环中气体喷淋头都会经历一次伸缩过程，长时间运 行后，不同气体管道之间不可避免地会发生串扰，在基片的高温辐射下还会发生化学反应 形成沉积物，污染气体管道。而且由于整个气体喷淋头是被整体焊接在一起的，这些污染物很难被清洗掉，严重影响后续处理的效果。所以业界需要一种既能实现在整个反应表面均勻供气，又能防止不同反应气体在 进入反应区前互相串扰的气体喷淋头，而且该气体喷淋头要易于制造和维护。
技术实现思路
针对
技术介绍
中的上述问题，本技术的目的在于提供一种既能实现在整个反 应基片表面均勻供气，又能防止不同反应气体在进入反应区前互相串扰的气体分布装置及 相关反应器，而且该气体分布装置要易于制造和维护、大大节省使用者的成本。根据本技术的第一方面，本技术提供了一种用于金属有机化学气相沉积 反应器的气体分布装置，包括顺序叠加、彼此连接在一起的控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布 板，其中所述控温气体分布板与所述第一气体分布板之间焊接固定，所述第一气体分布板 和所述第二气体分布板之间通过可拆卸固定装置固定连接；所述控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板上分别预设有若干通 道，在所述控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板彼此连接后，所述若干通道 相互连通并构成相互隔离的若干个第一气体分布通道与若干个第二气体分布通道，所述若 干个第一气体分布通道与第一反应气体源相连通，所述若干个第二气体分布通道与第二反 应气体源相连通；所述控温气体分布板上还设置有与冷却源相连接的冷却腔。其中，所述控温气体分布板包括一上表面和一下表面，所述下表面靠近所述反应 器的反应区，并且所述第一反应气体源与所述第二反应气体源从所述下表面逸出而进入反 应区。其中，所述第一气体分布板或第二气体分布板上还包括与所述若干个第一气体分 布通道或所述若干个第二气体分布通道相连通的气体扩散空间。其中，所述控温气体分布板上的若干通道贯穿所述上表面和下表面。其中，所述第一气体分布板包括一上表面和一下表面，所述第一气体分布板上的 若干通道贯穿所述第一气体分布板的上表面和下表面。其中，所述气体分布装置还包括一个气密板与所述第二气体分布板相邻并连接在 一起，该气密板上设置有与所述若干个第一气体分布通道或所述若干个第二气体分布通道 互相连通的气体扩散空间。其中，所述气密板与所述第二气体分布板通过可拆卸固定装置固定连接。其中，所述可拆卸固定装置是螺栓或螺钉。其中，所述焊接固定为真空钎焊或真空熔焊。其中，所述第二气体分布板包括一上表面和一下表面，所述第二气体分布板上的 若干通道贯穿所述第二气体分布板的上表面和下表面。其中，所述第二气体分布板包括一上表面和一下表面，所述第二气体分布板上的 若干通道不贯穿所述第二气体分布板的上表面和下表面。根据本技术的另一方面，本技术还提供了一种金属有机化学气相沉积反 应器，其包括前述所述的气体分布装置。附图说明图1所示为一种使用本技术所提供的气体分布装置的金属有机化学气相沉 积反应器示意图；图2所示为根据本技术第一种实施方式所提供的气体分布装置的零件构成 图；图3为根据本技术第一种实施方式所提供的气体分布装置的组装后的结构 图；图4为根据本技术第一种实施方式包括第一种气密板的气体分布装置结构 图；图5为根据本技术第一种实施方式所提供的多个气体分布板中包括气体扩 散沟槽的气体分布装置结构图。图6为根据本技术第二种实施方式所提供的多片组装气体分布装置结构图。具体实施方式以下结合附图对本技术进行具体说明。本技术所提供的气体分布装置应用在如图1所示的金属有机化学气相沉积 (MOCVD)反应器100中，反应器100包括基片基座104放置在可旋转的轴M上。基片基座 104下安装有加热装置103对基片基座和基片基座上放置的基片105进行加热以达到合适 的反应温度(> 100(TC )。反应器顶部安装有气体分布装置101。气体分布装置101通过 管道43连接到第一气体源41，通过管道44连接到第二气体源42，通过管道5连接到冷却 源50。其中第一气体源和第二气源分别是选自含镓的金属有机物气体如三甲基镓(TMG)和 含氮气体如氨气(NH3)。在本技术中含镓气体也可是其它气体如等。前述两种 反应气体中还可以选择性地包括N2或H2等载流气体，以控制反应气体流量与反应效果。本技术所提供的气体分布装置要实现两种反应气体在本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于金属有机化学气相沉积反应器的气体分布装置，其特征在于，所述装置包括：顺序叠加、彼此连接在一起的控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板，其中所述控温气体分布板与所述第一气体分布板之间焊接固定，所述第一气体分布板和所述第二气体分布板之间通过可拆卸固定装置固定连接；所述控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板上分别预设有若干通道，在所述控温气体分布板、第一气体分布板和第二气体分布板彼此连接后，所述若干通道相互连通并构成相互隔离的若干个第一气体分布通道与若干个第二气体分布通道，所述若干个第一气体分布通道与第一反应气体源相连通，所述若干个第二气体分布通道与第二反应气体源相连通；所述控温气体分布板上还设置有与冷却源相连接的冷却腔。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜志游，荒见淳一，姜勇，周宁，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31
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