一種用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體材料制造設備技術領域，尤其涉及一種用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置。
【背景技術】
[0002]SiC材料作為制作高溫、高頻、大功率和抗輻射器件的極具潛力的第三代寬禁帶半導體材料備受人們的關注。目前，SiC外延工藝是硅烷與丙烷在1650°C高溫下發(fā)生裂解反應后生產(chǎn)的Si原子與C原子重新結(jié)合生成SiC?，F(xiàn)有SiC外延設備的用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置放置在基片托盤的中心，其包括進工藝氣體的進氣氣路和用于冷卻工藝氣體防止其預反應的冷卻水路，冷卻水路、進氣氣路及兩者的交接處有多處焊縫，在1650°C高溫工況下，多處焊縫的用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置存在以下不足:(I)其冷卻水路上焊縫在高溫下容易出現(xiàn)開裂，從而導致冷卻水或水分子進入工藝腔，造成設備損壞甚至工藝室爆炸等嚴重后果；(2)很多焊縫被包圍在裝置內(nèi)部，若內(nèi)層焊縫發(fā)生泄漏，則無法檢測與補焊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種方便檢漏和補焊的用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置，包括由內(nèi)至外依次同軸套設的內(nèi)水套組件、進氣組件和安裝法蘭，所述進氣組件包括同軸間隔套設的多層進氣圈和密封環(huán)，多層進氣圈由外至內(nèi)逐層伸長，每一個進氣圈的頂端均開設進氣口，末端沿徑向向外卷折形成喇叭口狀的卷折面，進氣口的周緣焊接密封環(huán)，所述多個密封環(huán)均設置于安裝法蘭的外側(cè)且多個密封環(huán)之間、最外層的密封環(huán)與安裝法蘭之間均間隔布置。
[0005]作為上述技術方案的進一步改進:
所述最外層進氣圈的卷折面向上延伸形成深槽，所述安裝法蘭覆蓋于深槽上并與深槽的外周緣配合焊接固定，所述安裝法蘭上設有與深槽連通的進水孔。
[0006]所述內(nèi)水套組件包括將冷卻水和高溫工藝氣體隔開的套筒，所述套筒一體成型且間隔套設于最內(nèi)層的進氣圈內(nèi)，所述套筒的一端相對于最內(nèi)層的進氣圈向外伸出，另一端呈喇叭口狀結(jié)構布置于最內(nèi)層進氣圈的卷折面下方。
[0007]所述內(nèi)水套組件還包括套筒封板、管道和分水板，所述套筒的喇叭口底部封裝套筒封板以形成冷卻腔，所述管道沿軸向插設于冷卻腔至套筒封板上方，所述分水板沿平行于套筒封板的方向套設于管道的一端，所述管道的另一端與套筒之間套設套筒封環(huán)，所述套筒封環(huán)上設有與冷卻腔連通的通孔。
[0008]所述多層進氣圈的卷折面延伸至出氣口處齊平，相鄰兩層進氣圈之間、最內(nèi)層進氣圈與套筒之間形成進氣通道，所述進氣通道與進氣口、出氣口均連通。
[0009]每一個所述出氣口的周緣對應焊接一個勻氣環(huán)，所述勻氣環(huán)上開設若干與進氣通道連通的勻氣通孔。
[0010]每一個所述進氣口包括沿進氣圈的周緣均勻陣列的若干進氣孔。
[0011 ] 所述進氣組件包括三層進氣圈，所述三層進氣圈由外至內(nèi)依次為外層進氣圈、中層進氣圈和內(nèi)層進氣圈，所述外層進氣圈的頂端、中層進氣圈的頂端以及內(nèi)層進氣圈的頂端均與對應的密封環(huán)齊平。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、多個密封環(huán)均設置于安裝法蘭的外側(cè)且多個密封環(huán)之間、最外層的密封環(huán)與安裝法蘭之間均間隔布置，各密封環(huán)與對應的各進氣圈之間形成的焊縫均暴露在進氣裝置的外表面，方便檢修，且各密封環(huán)之間間隔布置，方便補焊。
[0013]2、最外層進氣圈的卷折面向上延伸形成深槽，深槽內(nèi)可以盛裝冷卻水，用于輔助冷卻進氣組件；此外，安裝法蘭與深槽的焊縫遠離高溫區(qū)，提高了進氣裝置的可靠性。
[0014]3、內(nèi)水套組件的套筒一體成型沒有焊縫，將冷卻水和高溫工藝氣體完全隔開，避免了焊縫開裂后水分子進入工藝氣體中，從而導致進氣裝置損壞甚至發(fā)生爆炸的危險。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置實施例的結(jié)構示意圖。
[0016]圖2是圖1的進氣裝置底部出氣口處的結(jié)構示意圖。
[0017]圖中各標號表不:
1、內(nèi)水套組件；2、進氣組件；3、安裝法蘭；4、密封環(huán)；5、深槽；11、套筒；12、套筒封板；13、管道；14、分水板；15、套筒封環(huán)；20、進氣圈；21、外層進氣圈；22、中層進氣圈；23、內(nèi)層進氣圈；200、進氣口 ；210、卷折面；220、出氣口 ；230、勻氣環(huán)。
【具體實施方式】
[0018]圖1示出了本發(fā)明的一種用于SiC外延的耐高溫水平多層進氣裝置，包括由內(nèi)至外依次同軸套設的內(nèi)水套組件1、進氣組件2和安裝法蘭3，此進氣組件2包括同軸間隔套設的多層進氣圈20，多層進氣圈20由外至內(nèi)逐層伸長，每一個進氣圈20的頂端均開設進氣口 200，末端沿徑向向外卷折形成喇叭口狀的卷折面210，多層進氣圈20的卷折面210相互平行布置，軸向進入的高溫工藝氣體經(jīng)過卷折面210后沿平行于徑向的方向噴出，多層進氣圈20對應多層相互平行的層流氣體噴出。高溫工藝氣體從進氣口 200進入進氣組件2內(nèi)，進氣口 200的周緣焊接密封環(huán)4，密封環(huán)4焊接于對應的各進氣圈20上，用于緩沖和密封；多個密封環(huán)4均設置于安裝法蘭3的外側(cè)且多個密封環(huán)4之間、最外層的密封環(huán)4與安裝法蘭3之間均間隔布置，各密封環(huán)4與對應的各進氣圈20之間的焊縫均暴露在進氣裝置的外表面，方便檢修，且各密封環(huán)4之間間隔布置，方便補焊。
[0019]本實施例中，最外層進氣圈20的卷折面210向上延伸形成深槽5，安裝法蘭3覆蓋于深槽5上并與深槽5的外周緣配合焊接固定。安裝法蘭3上設有與深槽5連通的進水孔。此安裝法蘭3與深槽5焊接固定后形成外水套組件，深槽5內(nèi)可以盛裝冷卻水，用于輔助冷卻進氣組件2，此時，安裝法蘭3與深槽5的焊縫遠離高溫區(qū)，提高了進氣裝置的可靠性。
[0020]本實施例中，內(nèi)水套組件I包括將冷卻水和高溫工藝氣體隔開的套筒11，此套筒11 一體成型且間隔套設于最內(nèi)層的進氣圈20內(nèi)。套筒11的一端相對于最內(nèi)層的進氣圈20向外伸出，另一端呈喇叭口狀結(jié)構布置于最內(nèi)層進氣圈20的卷折面210下方，與進氣圈20結(jié)構類似的套筒11，冷卻效果更佳。本實施例的套筒11 一體成型沒有焊縫，將冷卻水和高