一種反應(yīng)腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種反應(yīng)腔。
【背景技術(shù)】
[0002]MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor Deposit1n,金屬有機(jī)化合物氣相沉積)是利用金屬有機(jī)化合物進(jìn)行金屬運(yùn)輸?shù)囊环N半導(dǎo)體氣相外延技術(shù)，現(xiàn)已成為光電器件的主要生產(chǎn)手段。
[0003]在M0CVD工藝過(guò)程中，為了保證沉積薄膜的均勻性，對(duì)基片受熱時(shí)的溫度場(chǎng)的均勻性有較高的要求，同時(shí)，為了能夠批量生產(chǎn)，通常會(huì)在反應(yīng)腔內(nèi)放置多層托盤(pán)以能夠同時(shí)對(duì)多個(gè)基片進(jìn)行M0CVD工藝。
[0004]現(xiàn)有的一種M0CVD反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)如圖1所示，反應(yīng)腔1的外部設(shè)置有電感線(xiàn)圈2，在反應(yīng)腔1的內(nèi)部設(shè)置有多層用于放置基片的石墨托盤(pán)3，在反應(yīng)腔1的內(nèi)部還設(shè)置有中央進(jìn)氣裝置4，并且在每個(gè)石墨托盤(pán)的上方設(shè)置有進(jìn)氣通道5，在工藝過(guò)程中，向電感線(xiàn)圈2中通入交流電，使得石墨托盤(pán)3內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)交變渦電流，使得石墨托盤(pán)3自身的溫度升高變成發(fā)熱體，對(duì)基片進(jìn)行加熱，當(dāng)溫度滿(mǎn)足設(shè)定要求后，由中央進(jìn)氣裝置4通過(guò)進(jìn)氣通道5通入特定氣體，進(jìn)行氣相沉積。
[0005]上述現(xiàn)有技術(shù)中采用感應(yīng)加熱的方式使石墨托盤(pán)發(fā)熱，然而，感應(yīng)電流存在趨膚效應(yīng)特性，即靠近線(xiàn)圈的石墨托盤(pán)的外側(cè)部分的感應(yīng)電流密度大，發(fā)熱量大，加熱溫度高；而遠(yuǎn)離線(xiàn)圈的石墨托盤(pán)內(nèi)側(cè)部分的感應(yīng)電流密度小，發(fā)熱量小，加熱溫度低。趨膚效應(yīng)使得石墨托盤(pán)的內(nèi)外側(cè)之間存在溫度差。此外，上述現(xiàn)有技術(shù)中通入氣體時(shí)，氣體為從石墨托盤(pán)的內(nèi)側(cè)吹向外側(cè)，會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致內(nèi)側(cè)溫度的降低，使得石墨托盤(pán)的內(nèi)外側(cè)溫差進(jìn)一步加大，可能導(dǎo)致沉積的薄膜均勻性無(wú)法達(dá)到工藝要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)腔，使得在M0CVD工藝中托盤(pán)對(duì)基片加熱時(shí)的溫度場(chǎng)更加均勻。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔包括腔室主體，所述反應(yīng)腔還包括支撐筒和至少一個(gè)托盤(pán)，所述支撐筒設(shè)置在所述腔室主體內(nèi)，所述托盤(pán)設(shè)置在所述支撐筒的側(cè)壁的外側(cè)，所述托盤(pán)能夠用于放置基片，所述支撐筒和所述托盤(pán)為導(dǎo)體，且所述支撐筒與所述托盤(pán)之間絕緣且導(dǎo)熱。
[0008]優(yōu)選地，所述支撐筒的側(cè)壁的外表面上設(shè)置有定位凸起，所述定位凸起的表面上設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱的薄膜，所述托盤(pán)設(shè)置在所述定位凸起上。
[0009]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔包括多個(gè)托盤(pán)，所述托盤(pán)為圓環(huán)形，所述托盤(pán)的內(nèi)壁上設(shè)置有與所述定位凸起數(shù)量相等的缺口，所述定位凸起能夠穿過(guò)所述缺口，所述托盤(pán)的底面設(shè)置有與所述定位凸起相匹配的凹槽，所述缺口與所述凹槽互相錯(cuò)開(kāi)。
[0010]優(yōu)選地，所述支撐筒和所述托盤(pán)由石墨制成。
[0011]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔還包括進(jìn)氣通道，所述進(jìn)氣通道能夠引導(dǎo)工藝氣體從所述托盤(pán)的外側(cè)流向所述支撐筒。
[0012]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣通道設(shè)置在所述腔室主體的側(cè)壁上，所述腔室主體的側(cè)壁上還設(shè)置有將所述進(jìn)氣通道與所述腔室主體的內(nèi)部連通的進(jìn)氣口。
[0013]優(yōu)選地，所述進(jìn)氣口的位置與所述托盤(pán)的位置相對(duì)應(yīng)。
[0014]優(yōu)選地，所述支撐筒的側(cè)壁上設(shè)置有貫穿該側(cè)壁的排氣孔。
[0015]優(yōu)選地，所述腔室主體的頂壁和底壁中的至少一個(gè)上設(shè)置有排氣通道，所述排氣通道與所述支撐筒內(nèi)部相通。
[0016]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔還包括旋轉(zhuǎn)裝置，所述支撐筒與所述旋轉(zhuǎn)裝置連接，所述旋轉(zhuǎn)裝置能夠帶動(dòng)所述支撐筒旋轉(zhuǎn)。
[0017]優(yōu)選地，所述反應(yīng)腔還包括電感線(xiàn)圈，所述電感線(xiàn)圈設(shè)置在所述腔室主體的側(cè)壁外，所述電感線(xiàn)圈用于使所述支撐筒和所述托盤(pán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流。
[0018]可以看出，本發(fā)明將托盤(pán)設(shè)置在支撐筒的側(cè)壁的外表面上，能夠在感應(yīng)加熱時(shí)，通過(guò)支撐筒的感應(yīng)發(fā)熱以及趨膚效應(yīng)補(bǔ)償托盤(pán)內(nèi)側(cè)的溫度，使得托盤(pán)內(nèi)外側(cè)的溫度更加均勻。此外，本發(fā)明還通過(guò)引導(dǎo)氣體的流向?yàn)閺耐斜P(pán)的外側(cè)至托盤(pán)的內(nèi)側(cè)，能夠使得氣體將托盤(pán)外側(cè)的熱量帶至托盤(pán)內(nèi)側(cè)，從而進(jìn)一步使得托盤(pán)內(nèi)外側(cè)的溫度更加均勻。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中從腔室中央進(jìn)氣導(dǎo)致托盤(pán)內(nèi)外溫差進(jìn)一步擴(kuò)大的缺陷，還能夠通過(guò)上述方式使得M0CVD工藝中托盤(pán)對(duì)基片加熱時(shí)的溫度場(chǎng)更加均勻。
【附圖說(shuō)明】
[0019]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0020]圖1為現(xiàn)有的M0CVD反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)示例圖；
[0021]圖2為本發(fā)明所提供的反應(yīng)腔結(jié)構(gòu)示例圖；
[0022]圖3為本發(fā)明所提供的托盤(pán)與支撐筒俯視圖；
[0023]圖4為圖3的剖視圖；
[0024]圖5是托盤(pán)的俯視圖；
[0025]圖6是圖5中所示托盤(pán)的A-A剖視圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027]1-反應(yīng)腔；2_電感線(xiàn)圈；3_石墨托盤(pán)；4_中央進(jìn)氣裝置；5_進(jìn)氣通道；10_腔室主體；20_支撐筒；21_定位凸起；22_排氣孔；30_托盤(pán)；31_基片槽；32_缺口 ；33_凹槽；40-進(jìn)氣通道；41_進(jìn)氣口 ；50_排氣通道；60_旋轉(zhuǎn)裝置；61_托架；70_電感線(xiàn)圈。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明提供一種反應(yīng)腔，如圖2至圖6所示，該反應(yīng)腔可以包括腔室主體10、支撐筒20和托盤(pán)30，其中，支撐筒20可以設(shè)置在腔室主體10內(nèi)，托盤(pán)30可以設(shè)置在支撐筒30的側(cè)壁的的外側(cè)，托盤(pán)30能夠用于放置基片，支撐筒20和托盤(pán)30均為導(dǎo)體，且支撐筒20與托盤(pán)30之間絕緣并且導(dǎo)熱。
[0030]在上述結(jié)構(gòu)中，基片可以放置在托盤(pán)30上，可以通過(guò)感應(yīng)加熱的方式對(duì)托盤(pán)30進(jìn)行加熱。由于支撐筒20和托盤(pán)30均為導(dǎo)體，且支撐筒20和托盤(pán)30絕緣隔離，因此在M0CVD工藝中采用感應(yīng)加熱的方式對(duì)基片進(jìn)行加熱時(shí)，支撐筒20和托盤(pán)30均會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，且支撐筒20和托盤(pán)30中的感應(yīng)電流均會(huì)存在趨膚效應(yīng)。其中，托盤(pán)30的外側(cè)(遠(yuǎn)離支撐筒20的一側(cè))感應(yīng)電流密度大，溫度較高，而托盤(pán)30的內(nèi)側(cè)(靠近支撐筒20的一側(cè))感應(yīng)電流密度小，溫度較低；同樣，支撐筒20的外側(cè)(靠近托盤(pán)30的一側(cè))感應(yīng)電流密度大，溫度較高，而支撐筒20的內(nèi)側(cè)(遠(yuǎn)離托盤(pán)30的一側(cè))感應(yīng)電流密度小，溫度較低。由于上述結(jié)構(gòu)中托盤(pán)30與支撐筒20之間導(dǎo)熱，因此，支撐筒20的外側(cè)由于趨膚效應(yīng)產(chǎn)生的較多的熱量會(huì)傳遞至托盤(pán)30的內(nèi)側(cè)，以補(bǔ)償托盤(pán)30的內(nèi)側(cè)的溫度，可見(jiàn)，上述結(jié)構(gòu)能夠使得托盤(pán)30的內(nèi)外側(cè)的溫度更加均勻，從而使得利用托盤(pán)30對(duì)基片進(jìn)行加熱時(shí)，基片的受熱更加均勻。
[0031]更進(jìn)一步地，可以如圖4所示，可以在支撐筒20的側(cè)壁的外表面上設(shè)置定位凸起21，并在定位凸起21的表面設(shè)置絕緣導(dǎo)熱的薄膜，將托盤(pán)30設(shè)置在定位凸起21中。采用上述結(jié)構(gòu)，可以將托盤(pán)30固定設(shè)置在支撐筒20的側(cè)壁外表面上，同時(shí)，在定位凸起21的表面設(shè)置絕緣導(dǎo)熱的薄膜能夠使托盤(pán)30與支撐筒20相接觸的地方導(dǎo)熱，并將托盤(pán)30與支撐筒20絕緣隔離，并且可以使托盤(pán)30與支撐筒20緊密相鄰以能夠更好地進(jìn)行熱傳遞，具體地，在定位凸起21的表面所設(shè)置的絕緣導(dǎo)熱的薄膜可以但不限于是碳化硅薄膜，為保證托盤(pán)30和支撐筒20之間的絕緣效果，也可以在托盤(pán)30和支撐筒20的表面均設(shè)置碳化硅薄膜。
[0032]為了提高M(jìn)0CVD工藝的效率，優(yōu)選地，反應(yīng)腔包括多個(gè)托盤(pán)30。為了便于安裝多個(gè)托盤(pán)30，優(yōu)選地，可以如圖3、圖4、圖5和圖6所示，托盤(pán)30可以為圓環(huán)形，托盤(pán)30的內(nèi)壁上設(shè)置有與定位凸起21數(shù)量相等的缺口 32，定位凸起21可以穿過(guò)缺口 32，托盤(pán)30的底面設(shè)置有與定位凸起21相匹配的凹槽33，缺口 32與凹槽33互相錯(cuò)開(kāi)。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解的是，將托盤(pán)30旋轉(zhuǎn)至特定角度時(shí)，定位凸起21可以與缺口 32對(duì)齊，在將托盤(pán)30與支撐筒20組裝時(shí)，可以首先安裝最底層的托盤(pán)30，在支撐筒20的上方旋轉(zhuǎn)托盤(pán)30，使定位凸起21與缺口 32對(duì)齊，向下移動(dòng)托盤(pán)30，使最底層定位凸起21上方的各層定位凸起依次穿過(guò)缺口 32，當(dāng)托盤(pán)到達(dá)最底層的定位凸起21上方時(shí)，旋轉(zhuǎn)托盤(pán)30，使最底層的定位凸起21與凹槽33對(duì)齊并卡合在凹槽33內(nèi)。依次重復(fù)上述步驟，從下而上地安裝各層托盤(pán)30。
[0034]托盤(pán)30可以設(shè)置有用于放置基片的基片槽31,如圖