[发明专利]用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室及热处理炉

说明书

本发明提供一种用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室及热处理炉，该工艺腔室包括：筒状隔热装置，内部具有封闭的隔热空间；隔热板组件，包括多个沿竖直方向叠置在一起的隔热板；隔热板组件邻接设置在筒状隔热装置的上方；以及工艺舟，用于承载被加工工件；工艺舟邻接设置在隔热板组件的上方。本发明提供的用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室，其不仅具有较高的使用温度、较小的炉腔体积，而且可以简化设备整体结构。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体地，涉及一种用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室及热处理炉。

背景技术

SiC材料具有宽带隙、高饱和漂移速度、高热导率、高临界击穿电场等突出优点，属第三代半导体材料，适合制备高功率、高频、高压、高温、抗辐照电子器件。

SiC材料是唯一可以直接氧化生长SiO₂薄膜的宽禁带半导体，最常用的方法是采用高温干氧或湿氧的热氧化方法来生长SiO₂薄膜，并且热氧化工艺获得SiO₂薄膜和界面特性的质量是最好的。

SiC高温氧化工艺的温度高达1500℃，常规高温设备无法满足工艺要求。目前业内利用高温氧化炉进行SiC片的高温氧化工艺，高温氧化炉是SiC器件集成电路生产线的关键工艺设备。

现有的一种高温退火炉的最高温度为1950℃，使用温度较低，不利于离子激活，器件电学性能不易提高。同时，工艺腔内的隔热挡板数量很多，腔室容积较大，不利于腔室工艺温度均匀性、气密性、洁净度等关键指标控制。此外，对进气管路的冷却的过渡结构冗长，不利于设备整体优化。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室及热处理炉，其不仅具有较高的使用温度、较小的炉腔体积，而且可以简化设备整体结构。

为实现本发明的目的而提供一种用于SiC高温氧化工艺的工艺腔室，包括：

筒状隔热装置，内部具有封闭的隔热空间；

隔热板组件，包括多个沿竖直方向叠置在一起的隔热板；所述隔热板组件邻接设置在所述筒状隔热装置的上方；以及

工艺舟，用于承载被加工工件；所述工艺舟邻接设置在所述隔热板组件的上方。

可选的，所述筒状隔热装置包括：

石英筒，所述石英筒的上端和下端均为封闭端，内部形成封闭的所述隔热空间，且所述石英筒设有贯穿其上端和下端的穿孔；

石英管，所述石英管密封穿设在所述石英筒的所述穿孔内；以及

隔热材料，填充在所述石英管与所述石英筒之间的所述隔热空间内。

可选的，所述工艺腔室还包括舟装卸法兰，所述舟装卸法兰密封抵靠在所述石英筒的下端，用于支撑所述筒状隔热装置、所述隔热板组件和所述工艺舟并能升降移动，进气管密封穿设在所述舟装卸法兰上并与所述石英管的内部连通。

可选的，所述石英筒的下端设有过滤孔，所述过滤孔将所述隔热空间与所述石英筒的外部连通，且所述过滤孔内设有过滤器；

所述舟装卸法兰内设有夹层管路，所述夹层管路的一端与所述过滤孔连通，所述夹层管路的另一端与第二抽气装置连通。

可选的，所述石英筒的下端与所述舟装卸法兰之间设置有第四密封圈，所述第四密封圈环绕在所述过滤孔周围。

可选的，所述石英筒的下端与所述舟装卸法兰之间还设置有第五密封圈，并且所述石英管的下端开口、所述过滤孔和所述第四密封圈均位于所述第五密封圈环绕的密封区域内。