化学气相沉积反应设备制造技术

本发明专利技术公开了一种化学气相沉积反应设备，包括反应室和位于所述反应室内部的工件架，所述工件架上放置晶片，所述反应设备包括至少一根多通道输气管，在所述输气管的每个通道的底部具有至少一个通气孔，反应气体分别进入所述通道，由所述通气孔流出至所述晶片上方的反应空间混合，在所述晶片表面沉积膜层。本发明专利技术的化学气相沉积反应设备能够大幅度地提高不同反应气体混合时的均匀性，并大幅度地提高了产能，极大地优化了设备性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电器件制造
，特别涉及一种化学气相沉积反应设备。
技术介绍
随着能源的日益短缺，可再生绿色能源的开发利用越来越受到人们的关注，尤以太阳能电池、清洁环保高效光源LED的应用特别受到世人的青睐。太阳能作为清洁、安全、 可持续并且可靠的能源，太阳能光伏(photovoltaic PV)系统正在迅速扩大其在能源和产业技术开发方面的应用。以单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜等为代表的太阳能电池板在商业和住宅建筑物等设施中的广泛应用显示出巨大的潜力。特别是薄膜太阳能电池板，以其大面积、轻薄透明等特点正日趋广泛应用于民用设施建筑等领域的太阳能发电。半导体发光二极管简称为LED。由镓(Ga)与砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。发光二极管 (LED)作为光源以其功耗低、高亮度、寿命长、可靠性高等特点，在日常生活中的许多领域得到了普遍的认可，在电子产品中得到广泛应用，例如显示器背光等。以基于宽禁带半导体材料氮化稼(GaN)和铟氮化稼(InGaN)的发光二极管为代表的近紫外线、蓝绿色和蓝色等短波长发光二极管在1990年代后期得到广泛应用，在基础研究和商业应用上取得了很大进步。目前普遍应用的GaN基发光二极管包括蓝宝石衬底、η型GaN层和ρ型GaN层，以及两者中间由P型掺杂的AKiaN层、InGaN发光层(包括单量子胼或多量子胼)和η型掺杂的 AlGaN层组成的发光单元，此外包括透明导电接触(TCO)层，ρ型电极和η型电极。GaN基发光二极管的制造工艺主要采用半导体制造工艺，首先是利用沉积 (MOCVD)工艺进行外延片(印i-wafer)的制造，然后经过沉积、光刻、刻蚀、半切、点测、深切、目检、封装等工序完成制造。通常LED在生产过程中要经过筛选和分类，以满足技术指标的要求和客户的使用要求，对每个芯片进行测试，合格的芯片筛选出来。MOCVD工艺是用加热的方式在低压条件下使气态化合物(包括有机金属气体如TMG、TMA或TMI与其它反应气体如NH3)在晶片表面混合反应并淀积形成外延层。目前大部分MOCVD反应设备为了使反应气体混合均勻其进气管路排布复杂，设备制造成本较高，生产效率不高，而且输气方式和反应气体分布不利于外延层的均勻性和一致性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种化学气相沉积反应设备，能够大幅度地提高不同反应气体混合时的均勻性，并大幅度地提高了产能，极大地优化了设备性能。本专利技术提供的化学气相沉积反应设备，包括反应室和位于所述反应室内部的工件架，所述工件架上放置晶片，所述反应设备包括至少一根多通道输气管，在所述输气管的每个通道的底部具有至少一个通气孔，反应气体分别进入所述通道，由所述通气孔流出至所述晶片上方的反应空间混合，在所述晶片表面沉积膜层。可选的，所述输气管的横截面的形状为圆型、方形、矩形或菱形。可选的，所述多通道至少包括双通道、三通道、四通道或六通道。可选的，所述通气孔位于输气管内所述通道的底面和/或通道底部的侧面。可选的，所述三通道输气管中间通道的通道形状为倒T形。可选的，所述中间通道的通气孔位于两侧通道的通气孔的下方。可选的，在所述设备中密布多根所述多通道输气管时，以相邻通孔流出气体不同为原则进行气体分配。可选的，所述通气孔的直径包括0. 5 1. 5mm的范围。本专利技术还提供了一种多通道输气管，其内部由隔板分隔为至少两个通道，在所述通道的底部设置有至少一个通气孔。可选的，所述多通道输气管的横截面的形状包括圆型、方形、矩形或菱形。可选的，所述多通道至少包括双通道、三通道、四通道或六通道。可选的，所述通气孔位于输气管内所述通道的底面和/或通道底部的侧面。可选的，所述三通道输气管中间通道的通道形状为倒T形。可选的，所述中间通道的通气孔位于两侧通道的通气孔的下方。可选的，所述通气孔的直径包括0. 5 1. 5mm的范围。附图说明通过附图中所示的本专利技术的优选实施例的更具体说明，本专利技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本专利技术的主旨。图1为CVD反应设备晶片布置示意图；图加至图2b为根据本专利技术沉积设备第一实施例的结构立体示意图；图3a至图3g为根据本专利技术沉积设备第二实施例的结构立体示意图；图如至图4i为根据本专利技术沉积设备第三实施例的结构立体示意图。所述示图只是说明性而非限制性的，在此不能过度限制本专利技术的保护范围。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的具体实施的限制。图1为CVD反应设备晶片布置示意图。如图2所示，在制造LED的MOCVD外延工艺中，晶片可以以图1所示方式布置在反应设备中，工件架10上面装载了很多片晶片11，工件架10可旋转。反应气体，通常是TMG、TMA或TMI和NH3。两种反应气体进入反应室后，在一定的压力和温度下混合，在晶片11上发生化学反应形成材料薄膜。在MOCVD中，反应气体混合的均勻程度决定了所沉积薄膜的均勻性和一致性，也最终决定产品性能。图加至图2b为根据本专利技术沉积设备第一实施例的结构立体示意图。如图所示，本专利技术的化学气相沉积反应设备包括至少一根多通道输气管100，本实施例为双通道110和 120，在通道110和120的底面具有通气孔111和121。在通道110和120中分别通入a气4体和b气体，由通气孔111和121流出在晶片上方的反应空间混合，在晶片表面沉积膜层。图3a至图3g为根据本专利技术沉积设备第二实施例的结构立体示意图。如图所示， 本实施例中，多通道输气管100可以是双通道，也可以是图:3e所示的四通道。在通道110 和120的底部具有通气孔111和121，如图3a所示，图北至图；^为图3a中通气孔111和 121位置处的截面图，通气孔的数量可以是一个，也可以是图3c至图!Be所示的多个，总之通气孔的数量越多，气体混合越均勻。在图:3e所示的四通道输气管中，每个通道的通气孔的数量可以是一个也可以是多个。在图3f所示的本专利技术的化学沉积反应设备中，反应室50中设置多根输气管100， 反应气体(a气体和b气体)从输气管内通道底部的通气孔流出，在晶片表面混合后发生化学反应，在晶片11表面沉积膜层。可根据晶片的数量和产能的需要设置输气管的数量，反应室的体积越大，晶片越多，输气管的数量可以布置得越多。在反应室50中密布多根多通道输气管时，以相邻通孔流出气体不同为原则进行气体分配。例如，一根输气管的一个通道内为a气体，另一个通道内为b气体，那么另一根与其相邻的输气管的一个通道内为b气体，另一个通道内为a气体。总之，相邻的通气孔流出的气体优选为不同的气体，以便使反应气体混合得更加均勻，如图3g所示。图如至图4i为根据本专利技术沉积设备第三实施例的结构立体示意图。如图所示， 本实施例中，多通道输气管200是三通道，此时中间通道220的通道形状为倒T形，底部具有通气孔221，两侧的通本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种化学气相沉积反应设备，包括反应室和位于所述反应室内部的工件架，所述工件架上放置晶片，其特征在于：所述反应设备包括至少一根多通道输气管，在所述输气管的每个通道的底部具有至少一个通气孔，反应气体分别进入所述通道，由所述通气孔流出至所述晶片上方的反应空间混合，在所述晶片表面沉积膜层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单洪青，李沅民，林朝晖，
申请(专利权)人：泉州市博泰半导体科技有限公司，北京精诚铂阳光电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：35