[发明专利]MOCVD设备反应器的喷淋头及其连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及喷淋头，具体来说，本发明涉及一种MOCVD设备反应器的喷淋头。 

背景技术

金属有机化学气相沉积设备（简称MOCVD）是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料的工艺设备。喷淋头作为MOCVD设备最核心的部件，对整机的设计与制造具有决定性的作用。 

图1示出了现有MOCVD反应器中使用的常规喷淋头结构，包括底层101、中间层106以及顶盖107。其中间层103设置Ⅴ族气体通道106，底层101和中间层106焊接。图2图示了现有喷淋头底层101的结构，从图1和图2中我们可以看出其结构有以下几个缺陷： 

一、底层101在焊接中变形较大，因底层101为一薄板形式的零件，其强度不好，并在焊接的过程中易造成较大的变形。而在实际生产中，喷淋头的底层101的底面102的平整度对外延片生长的好坏有决定性的影响。 

二、为焊接底层101与中间层103，必然会产生一条环形焊缝104，该焊缝处于冷却水环形通道105下方；在长时间高温下工作，很容易产生冷却水泄漏，而一旦发生此问题，只能将喷淋头报废，产生巨大的经济损失。 

发明内容

后述内容的目的在于提供一种MOCVD设备反应器的喷淋头，减少底层和中间层焊接带来的不利影响。 

为实现所述目的的MOCVD设备反应器的喷淋头，包括喷淋组件、顶盖组件，顶盖组件包括顶盖，喷淋组件包括连接在一起的底层、中间层和顶层，底层和中间层之间形成冷却水通道、冷却水腔，中间层和顶层之间形成V族气体腔体，顶层和顶 盖之间形成III族气体腔体，其特点是，底层为内凹形一体件，具有底壁和自底壁凸出的圈围侧壁，中间层的外侧面和底层的圈围侧壁的内侧面焊接。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，在圈围侧壁的内侧具有第一内侧面、轴肩平面和第二内侧面，第一内侧面、轴肩平面以及第二内侧面形成台阶形面，对应该台阶面，中间层的外侧面也设置有台阶面，中间层的台阶面和底层的台阶面配合以使中间层定位在底层之上，并且借助于两台阶面中对应的一个或多个面的焊接以使中间层焊接在底层之上。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，在底层的底壁上有环形筋条，该环形筋条、底壁、圈围侧壁的内侧面以及中间层的下表面之间合成环形的冷却水通道，该环形筋条、底壁以及中间层的表面之间合成冷却水腔，所述冷却水通道由设置在所述底壁上的挡水筋条分隔成进水通道和出水通道，所述环形筋条有缺口以分别形成有进水通道的出口以及出水通道的入口。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，在各缺口处设置有导向筋条以将冷却水导向到冷却水腔。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，两处挡水筋条间隔180度分布，及进水通道的出口、出水通道的入口间隔180度分布。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，III族毛细管、V族毛细管穿过中间层的底壁、冷却水腔和底层的底壁。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，通往V族气体腔体的V族气体通道包括依次接通的底层的圈围侧壁上的孔、顶盖侧壁上的孔以及中间层侧壁上的孔。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是，通往III族气体腔体的III族气体通道包括依次接通的底层的圈围侧壁上的孔、顶层侧壁上的孔和III族气体配流环。 

所述的喷淋头，其进一步的特点是,III族气体配流环为一圆环形，以将III族气体均匀地分配至II I族气体腔体。 

为实现所述目的的MOCVD设备反应器的喷淋头的连接结构，用于连接喷淋头的喷淋组件的底层和中间层，其特点是，包括在为一体件的底层的底壁凸出的圈围侧壁和中间层的外侧面，该圈围侧壁的内侧面和该外侧面相焊接。 

所述的连接结构，其特点是，在圈围侧壁的内侧具有第一内侧面、轴肩平面和第二内侧面，第一内侧面、轴肩平面以及第二内侧面形成台阶形面，对应该台阶面，中间层的外侧面也设置有台阶面，中间层的台阶面和底层的台阶面配合以使中 间层定位在底层之上，并且借助于两台阶面中对应的一个或多个面的焊接以使中间层焊接在底层之上。 

喷淋头底层为一内凹形整体加工零件，提高了底层的强度，较大的减少了在焊接过程中产生在的变形。底层与中间层的焊缝移到了相对于底层的底壁较远的第一侧壁和轴肩平面，因此减小了或者对于底壁的平整度实质上没有影响，而底壁则无焊缝，冷却水的泄漏问题得到了彻底解决。 

附图说明