[发明专利]用于金属有机物化学沉积设备的气路装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体设备制造技术领域，特别是涉及一种用于金属有机 物化学沉积设备的气路装置。

背景技术

MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)设备，即金属 有机物化学气相沉积设备，是化合物半导体外延材料研究和生产的关键设 备，特别适合化合物半导体功能结构材料的规模化工业生产，是其它半导 体设备所无法替代的核心半导体设备，是当今世界上生产半导体光电器件 和微波器件材料的主要手段，是当今信息产业发展、国防高新技术突破不 可缺少的战略性高技术半导体设备。

用金属有机物化学沉积(MOCVD)设备生长薄膜材料，通常需要各种 源材料以及携带气体。源材料包括金属有机物(M0)和气体源，是参与化 学反应并且在生成物中含有本原料成分的材料，携带气体包括氮气、氢气 及惰性气体等，这些气体只携带原材料进入反应室中，本身并不参加化学 反应。

通常反应原材料及携带气体都是通过管路传输的，其流量由质量流量 计(MFC)控制，气体的通与断由阀门的开和关来控制，这些气体经过一 定的工序进入反应室，实现不同材料的外延生长。

通常的质量流量计的流量控制范围在2％～100％左右。假如使用最大量 程为50升/分钟的流量计，在通入气体为1升/分钟或更小的时候，流量 计已经无法控制并显示该气体流量，使得在同一气路中大流量到小流量控 制的直接转化无法实现。同时，流量计的控制精度和该流量计的最大量程 有关，一般在最大量程的1％左右。所以选择的质量流量计量程如果过大时， 很难实现对气体流量的精确控制，特别是小流量情况下，控制误差会很大， 从而影响最终生成晶体的质量。

发明内容

基于上述问题提出本发明。

本发明提供了一种用于金属有机物化学沉积设备的气路装置，可以实 现从大流量到小流量气体的精确控制，从而实现不同材料、不同工艺要求 下的高质量外延。

根据本发明的一个方面，一种用于金属有机物化学沉积设备的气路装 置，其包括：气体入口；从所述入口引出的并行布置的多组气路，每一组 气路包括并行布置的第一子气路和第二子气路，第一子气路和第二子气路 中的每一个都能够选择性地与生长室连通和与排空通道连通。其中：气体 通过一组气路时，气体选择性地流过该组气路中第一子气路和第二子气路 中的一个；且第一子气路上设置有第一流量计，第二子气路上设置有第二 流量计，所述第一流量计的最大量程大于第二流量计的最大量程。

可选地，第一流量计的最大量程是第二流量计的最大量程的10-100 倍。可选地，第一流量计的最大量程为1-100升/分钟，第二流量计的最 大量程为0.01-1升/分钟。

可选地，至少两组气路中的第一子气路上的第一流量计的最大量程彼 此不同。可选地，至少两组气路中的第二子气路上的第二流量计的最大量 程彼此不同。

可选地，至少两组气路通过同一气体通道与生长室连通。

进一步可选地，第一子气路和第二子气路中的每一个均由各自的阀门 实现开闭，且第一子气路和第二子气路中的每一个均通过各自的另外的阀 门选择性地与生长室连通和与排空通道连通。有利地，每一个阀门为气动 阀门，所述气动阀门为气动波纹管阀或气动隔膜阀。

可选地，第一子气路和第二子气路连接到第一切换阀，所述第一切换 阀用于使得气体选择通过第一子气路或第二子气路，且所述气路装置还包 括第二切换阀，第一子气路和第二子气路通过所述第二切换阀选择性地与 生长室连通和与排空通道连通。

利用本发明的技术方案，至少可以实现如下之一：

1)将不同的反应原材料分别送入反应室，可以实现从大流量到小流 量气体的精确控制，从而实现不同材料、不同工艺要求下的高质量外延生 长；

2)通过对阀门的快速切换，可用于生长界面陡峭的超晶格材料；

3)该气路装置适用于可用于MOCVD外延的所有气体。

附图说明

图1为本发明的第一实施例示意图；和

图2为本发明的第二实施例示意图。

具体实施方式