[发明专利]用于衬底的气体处理的反应器

说明书

本文披露了一种在用于衬底的气体处理的反应器中使用的气体入口装置(21，21a‑21k)。该气体入口装置包括：入口凹穴，该入口凹穴具有背壁(233)以及在下游方向(F)上从该背壁(233)朝向入口凹穴开口(212)延伸的侧壁(234，235)；撞击表面(243)；气体孔口(210)，该气体孔口被配置成将气流导向该撞击表面(243)；以及锥形表面(244，245)，该锥形表面在该撞击表面(243)下游延伸，使得在该侧壁(234，235)与该锥形表面(244，245)之间形成流动间隙(213)，该流动间隙沿着下游方向(F)具有逐渐增大的截面积。本文进一步披露了一种混合装置、一种气体出口装置、一种反应器以及这种反应器的用途。

技术领域

本披露内容涉及一种用于衬底的气体处理的反应器，比如通过化学气相沉积(“CVD”)来处理，例如是为了在半导体材料衬底上形成外延层。

本披露内容进一步涉及一种对衬底进行气体处理的方法，其中可以使用反应器。

背景技术

在用于衬底的气体处理的反应器中，比如用于在半导体材料衬底上产生外延层的CVD反应器中，期望在整个外延层中实现均匀的材料分布和特性。

实现这个目标的一种策略是确保工艺气体在反应室中均匀分布，如US2011277690 AA中所披露的，在该文献中将多个气体入口作为m x n(竖直x水平)气体入口阵列提供。

另一种策略是实现层流。众所周知，要形成层流，应避免流动面积的突然增加。从例如US 2015167161 AA中已知了为每一气体入口提供出口部分，该出口部分的流动面积逐渐地增加。

除了以上讨论的挑战之外，还期望提供一种更紧凑、具有更好性能并且优选地制造成本更低的反应器。

因此，需要一种改进的反应室。

发明内容

本披露内容的总体目标是提供一种改进的反应室，该反应室可用于衬底的CVD处理。具体目的是提供一种反应室，在该反应室中提供了气体流动和气体分布的均匀性的改进。

本发明由所附的独立权利要求限定，其中实施例在从属权利要求中、在以下说明中以及在附图中进行了阐述。

根据第一方面，提供了一种在用于基材的气体处理的反应器中使用的气体入口装置，该气体入口装置包括：入口凹穴(niche)，该入口凹穴具有背壁、以及在下游方向上从该背壁朝向入口凹穴开口延伸的侧壁；撞击表面；气体孔口，该气体孔口被配置成将气流导向该撞击表面；以及锥形表面，该锥形表面在该撞击表面的下游延伸，使得在该侧壁与该锥形表面之间形成流动间隙，该流动间隙沿着该下游方向具有逐渐增加的截面积。

“撞击表面”是将气流导向的表面，使得该气流将改变方向并扩散。

撞击表面可以与背壁平行。

“下游方向”被定义为气体流动时所沿的方向。

允许气流撞击在表面上将使其在进入流动间隙之前改变方向，这增强了气体在流动间隙上的分布。然后，允许气体沿着锥形表面流动将使该气体恢复为层流，使得紊流减少。

撞击表面可以相对于气体孔口所引导的气流为垂直±10度，优选地±5度或±1度。

气体孔口开口可以与背壁齐平，或者甚至凹入到背壁中。

替代地，气体孔口开口可以从背壁朝向撞击表面延伸出。

撞击表面可以具有凹部。

凹部可以是任何形状。例如，凹部可以是柱形或者凹形的形状。此外，凹部可以在一部分或整个撞击表面上延伸。

气体孔口可以延伸到凹部中。

由该气体孔口引导的气流可以被导向撞击表面的几何重心。