[发明专利]外延气体注入单元及外延反应器

说明书

本发明提供了一种外延气体注入单元及外延反应器，属于半导体技术领域。外延气体注入单元包括：注射帽，所述注射帽包括多个气体入口和多个气体出口，所述气体入口与所述气体出口一一对应连通，每一所述气体入口通过气体管道与气体净化器连通；气体注入挡板，所述气体注入挡板包括多个与所述气体出口对应的通孔，以使得从所述气体出口排出的气体流过所述通孔，所述通孔靠近所述注射帽的入口的直径小于所述通孔远离所述注射帽的出口的直径。通过本发明的技术方案，能够改善外延层薄膜厚度均一性。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种外延气体注入单元及外延反应器。

背景技术

外延是在抛光片的单晶衬底上，按照衬底的晶向沉积一层排列有序的单晶硅薄层的技术，新生长的单晶层就是外延层，带有外延层的衬底称为外延片。外延层的生长目前大多采用化学气相沉积法(CVD)，CVD制程是借着气体间的化学反应，来形成所需的固态薄膜的技术，因此气体流动对CVD反应影响很大。即外延层沉积过程中，气体的流动速率对外延层的生长有至关重要的作用。

外延反应器是生产外延片的关键设备，Inject Cap(注射帽)和Inject baffle(气体注入挡板)是外延反应器中的重要部分，注射帽和气体注入挡板组成外延气体注入单元，外延气体注入单元的主要功能是将从气体净化器流出的反应气体引导通过该外延气体注入单元，进入反应腔室，流过硅片。但是相关技术中，注射帽和气体注入挡板通入的气体普遍扩散性不好且流速大，气体会较快通过外延气体注入单元且流速较大，外延气体注入单元出口处的气体并未均匀扩散，这样会导致气体通过外延气体注入单元后的流动速度仍然较大，流入chamber的气流可能会由层流变为紊流，影响CVD反应的稳定性，沉积的外延层薄膜可能会产生厚度不均的现象，这会极大的影响外延片的良率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种外延气体注入单元及外延反应器，能够改善外延层薄膜厚度均一性。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供一种外延气体注入单元，包括：

注射帽，所述注射帽包括多个气体入口和多个气体出口，所述气体入口与所述气体出口一一对应连通，每一所述气体入口通过气体管道与气体净化器连通；

气体注入挡板，所述气体注入挡板包括多个与所述气体出口对应的通孔，以使得从所述气体出口排出的气体流过所述通孔，所述通孔靠近所述注射帽的入口的直径小于所述通孔远离所述注射帽的出口的直径。

可选地，至少部分所述气体管道内设置有调节气体管道内气体流量的阀门。

可选地，所述注射帽包括有7个气体入口和7个气体出口。

可选地，所述注射帽包括第一区域和位于所述第一区域周边的两个第二区域，所述第一区域设置有3个所述气体入口和3个所述气体出口，所述第一区域设置有2个所述气体入口和2个所述气体出口

可选地，所述气体注入挡板包括对应所述第一区域的第一部分和对应所述第二区域的第二部分，所述第一部分的通孔数量与所述第二部分的通孔数量相同。

可选地，所述第一部分和所述第二部分均包括8个通孔。

可选地，所述通孔靠近所述注射帽的入口的直径为2.5-3.5mm，所述通孔远离所述注射帽的出口的直径为9.5-10.5mm。

可选地，所述气体入口和所述气体出口沿所述注射帽的纵向方向间隔地设置。

可选地，所述通孔沿所述气体注入挡板的纵向方向间隔地设置。

本发明的实施例还提供了一种外延反应器，包括如上所述的外延气体注入单元和反应腔室，所述外延气体注入单元用于控制引入到所述反应腔室中的气体流动。