[实用新型]管路供应系统

说明书

本实用新型公开一种管路供应系统，包括储液装置、输入单元、稀释单元及输出单元，储液装置包括恒温装置及设于其内的液罐，输入单元包括连接于液罐的一输入管路及设于其上的第一流量控制器，输出单元包括连接于液罐的一输出主管路以及并联于其一端的多个输出支管路，输出主管路上设有第一压力控制器以及流量检测器，各输出支管路上分别设有第三流量控制器，稀释单元包括一稀释管路及设于其上的第二流量控制器，稀释管路的两端分别连接于稀释气源、输出主管路。本实用新型可以实现各输出支管路的流量的分别独立控制以及分配比例调节，尤其适用于大尺寸(8‑12吋)外延炉腔，可在大尺寸外延片的制备中提高浓度均匀性与厚度均匀性。

技术领域

本实用新型涉及第三代半导体碳化硅材料外延设备领域，尤其涉及一种用于碳化硅外延生长并能实现多管路独立控制的管路供应系统。

背景技术

第三代半导体碳化硅外延生长通常使用化学气相沉积(Chemical VaporDeposition，简称CVD)方式，其中，由三氯氢硅(TCS)负责提供外延生长所需的硅元素，由三甲基铝(TMA)负责提供外延生长中P型掺杂所需的铝元素。三氯氢硅(TCS)、三甲基铝(TMA)在常温状态下均为液态，通常状态下TCS、TMA作为液相源是无法直接通入炉腔内使用的，目前通用的方案是将载气(通常情况下为氢气H2)通入恒温恒压的TCS或TMA液相源中，通过载气携带出饱和状态下的TCS蒸汽或者TMA蒸汽，以饱和蒸汽的气体形式将TCS或TMA携带入反应腔室内进行外延生长。

由于TCS是碳化硅外延生长重要的生长源，因此其剂量直接决定了外延调试的重要影响因素C、Si，而TMA作为碳化硅外延生长重要的掺杂源，其剂量直接决定了P型外延的掺杂浓度。因此，在大尺寸(8-12吋)外延生长中，必须要实现TCS源或TMA源的多管路分别独立控制，才能实现多路C、Si、Al等的独立控制，否则大尺寸外延片的浓度均匀性与厚度均匀性等方面均无法达到要求。

参看图1所示，现有的一种管路系统，其通过恒温装置来保证其内部的液罐的温度恒定。以其用于提供TMA为例进行说明，由载气H2携带出饱和TMA蒸汽，饱和TMA蒸汽通过稀释气体H2稀释后，取一定量的混合TMA气体由质量流量计MFC3控制通入反应腔的主路，一定量的混合TMA气体经由质量流量计MFC4控制通入反应腔的旁路，剩余部分通过压力控制器EPC通入排控管路Vent，通过质量流量计MFC3、质量流量计MFC4实现主、旁路的流量分别控制。

图1所示的管路系统以及这种流量分配方式，在一定程度上实现不同管路流量的自由分配。但这种方式忽略了一个重要问题——TMA是液相源，需要在恒温恒压的情况下TMA在混合气中的密度才是稳定的。但是图1中所示的管路系统无法保证TMA液罐始终处于恒压状态下，即便是TMA液罐能够处于恒温恒压的状态下，但当饱和TMA蒸汽与稀释气体H2经过混合后，混合气体中TMA蒸汽就会处于不饱和状态，混合气体的密度随饱和TMA蒸汽与稀释气体H2的比例变化呈现非线性关系；另外，TMA蒸汽经由压力控制器EPC排空的实际剂量也是未知的；因此，质量流量计MFC3、MFC4所控制的TMA总计量实际上是不准确的。

只有在恒温恒压的条件下，并且TMA蒸汽始终处于饱和状态，饱和TMA蒸汽与稀释气体H2的比例稳定时，调整质量流量计MFC3、MFC4以分别控制通入反应腔的剂量，P型调试掺杂结果才会呈现出线性可控的状态，否则TMA掺杂剂量与P型载流子浓度调试结果是非线性的，对后续的掺杂调整没有指导意义。

因此，有必要提供一种能够实现多管路分别独立控制，并且各路剂量分配比例可调的管路供应系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够实现多管路分别独立控制，并且各路剂量分配比例可调的管路供应系统。