[发明专利]一种防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构

说明书

本发明涉及GaN制备技术领域，且公开了一种防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构，包括安装基板和沉积底座，所述安装基板的底部表面以其中心为圆心由内向外安装有多个用于隔离气体的环形导流圈，安装基板的底部表面中心处安装有混合导流圈，混合导流圈的内腔中心处安装有多个用于工艺气体导流的隔离圈，所述安装基板的底部表面中心处通过连接杆安装有混流挡板。该防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构，未沉积的工艺气体呈辐射状扩散在工艺气体回流区内回流，隔离气体气膜层对未沉积的工艺气体进行引导回收，从而有效的降低工艺气体回流对设备表面产生腐蚀，降低或避免回流工艺气体对沉积的GaN材料成长的影响。

技术领域

本发明涉及GaN制备相关技术领域，具体为一种防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构。

背景技术

GaN是第三代宽禁带半导体的典型代表，已被广泛应用于半导体照明、微波功率器件和电力电子器件等方面，展现出巨大的应用前景。用于氮化镓生长的最理想衬底自然是氮化镓单晶材料，这样的同质外延(即外延层和衬底是同一种材料)可以大大提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。

GaN半导体材料的生长方法主要有金属有机物气相外延沉积法(MOCVD)、氢化物气相外延沉积法(HVPE)和气相反应(CAD)等方法。其中MOCVD是最常用的技术之一，具有晶体质量高、均匀性好、操作简单、容易控制等优点，HVPE法具有很高的生长速度，可达每小时几十甚至上百微米，十分适于生长厚膜GaN衬底，但由于生长速率快，外延薄膜容易产生裂纹，而且均匀性也有待提高。

通过金属有机物气相外延沉积法(MOCVD)、氢化物气相外延沉积法(HVPE)和气相反应(CAD)等方法在生产加工时均需要将工艺气体进行混合沉积，工艺气体在衬底基板上沉积，工艺气体不可避免的与衬底基板进行冲击，使得工艺气体产生回流，易对设备的上基板表面产生腐蚀现象，同时工艺气体的回流影响设备反应腔内的气流导向，影响GaN材料制备成长的质量，因此发明人设计了一种防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构，解决上述技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构，解决了气相延伸反应中的工艺气体回流影响GaN晶体成长质量的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种防止工艺气体回流的气相外延反应腔结构，包括安装基板和沉积底座，所述安装基板的底部表面以其中心为圆心由内向外安装有多个用于隔离气体的环形导流圈，安装基板的底部表面中心处安装有混合导流圈，混合导流圈的内腔中心处安装有多个用于工艺气体导流的隔离圈，所述安装基板的底部表面中心处通过连接杆安装有混流挡板，环形导流圈和混合导流圈的底部端口处均设置有向外圈倾斜的环形引流坡；

所述安装基板的上表面中心处由内到外环形阵列开设有隔离气体导入接口，环形阵列设置的隔离气体导入接口的底部端口与相对应环形导流圈的内圈相连通，安装基板的上表面中心处开设有工艺气体导入接口，工艺气体导入接口的底部端口与相对应的隔离圈的内侧相连通；

所述沉积底座位于安装基板的正下方，沉积底座的顶部安装有沉积基板，沉积基板和沉积底座之间组成隔离气体回流通道。

优选的，相邻的两个所述环形导流圈之间组成隔离气体导流腔，混合导流圈和隔离圈之间组成工艺气体混合腔。

优选的，所述环形导流圈和混合导流圈的底部端口相平齐，混流挡板位于隔离圈端口的正下方。

优选的，所述隔离气体导流腔内的隔离气体通过相邻的两个两个环形导流圈端口处导出形成隔离气体气膜层。

优选的，所述工艺气体混合腔通过混合导流圈的端口处导出形成工艺气体沉积通道。