一种MOCVD设备的喷淋盘结构的制作方法

一种mocvd设备的喷淋盘结构
技术领域
1.本发明属于气相外延生长技术领域，特别是涉及一种mocvd设备的喷淋盘结构。


背景技术：

2.金属有机化合物化学气相沉淀技术(metal
‑
organic chemical vapor deposition，简称mocvd)是最常见的应用于半导体领域的薄膜生长技术之一，具有适用范围广泛、适合于生长各种异质结构材料、可以生长超薄外延层并获得很陡的界面过渡、生长易于控制、可以生长纯度很高的材料、可以进行大规模生产等特点。
3.喷淋盘是mocvd设备的关键部件之一，其结构设计的优良直接影响到薄膜生长的均匀性，而均匀性控制又直接关系到材料外延生长质量的优劣。
4.申请号为201210204724.9的中国专利，公开了一种mocvd设备反应器的喷淋头及其连接结构，该喷淋盘采用了多层构件组合，并形成了三个空间层，分别为水冷层、v族气体层和iii族气体层，三个空间层之间相互独立且互不连通，该喷淋盘结构想要实现多种气体的隔绝效果，就需要将毛细管穿插在喷淋盘的底盘中，但目前具备毛细管阵列熔焊加工能力的企业在世界上也仅有少数几家，同时由于其采用多层结构形成互不连通的密闭空间，不仅结构复杂，而且使得喷淋盘结构的厚度相对较高，因此在mocvd设备的反应室中会占用较大的空间，这并不利于mocvd设备的小型化。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种mocvd设备的喷淋盘结构，进一步简化了喷淋盘结构设计，结构更加简单紧凑，既保证了进气的均匀性，又降低了喷淋盘在mocvd设备反应室内的空间占用率，更加有利于mocvd设备的小型化。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种mocvd设备的喷淋盘结构，包括喷淋盘主体、喷淋盘封盖、iii族气体进气管及v族气体进气管；所述喷淋盘封盖密封扣装在喷淋盘主体上方；所述iii族气体进气管和v族气体进气管分别与喷淋盘主体相连通。
7.在所述喷淋盘主体的上表面固定设有若干环状隔板，若干环状隔板同心且沿径向方向等间距分布。
8.相邻所述环状隔板之间的环向空间作为iii族气体进气缓存腔或v族气体进气缓存腔。
9.所述iii族气体进气缓存腔与v族气体进气缓存腔沿径向方向交替布设。
10.所述iii族气体进气缓存腔对应的喷淋盘主体上开设有若干iii族气体出气孔道，所述v族气体进气缓存腔对应的喷淋盘主体上开设有若干v族气体出气孔道。
11.在所述环状隔板的顶部开设有密封沟槽，在密封沟槽内安装有密封圈，环状隔板与喷淋盘封盖之间通过密封圈进行密封。
12.在所述喷淋盘封盖的上表面开设有冷却沟槽，在冷却沟槽内安装有冷却管路。
13.所述iii族气体进气管和v族气体进气管在喷淋盘主体上采用的进气方式有两种，
第一种为周向进气方式，第二种为中心进气方式。
14.当所述iii族气体进气管和v族气体进气管在喷淋盘主体上采用周向进气方式时，所述iii族气体进气管沿径向方向密封穿过所有环状隔板，iii族气体进气管一端位于最外侧的环状隔板外部，iii族气体进气管另一端密封连接在最内侧的环状隔板上，在与所述iii族气体进气缓存腔对应的iii族气体进气管管体上均布开设有若干iii族气体出气孔；所述v族气体进气管沿径向方向密封穿过所有环状隔板，v族气体进气管一端位于最外侧的环状隔板外部，v族气体进气管另一端密封连接在最内侧的环状隔板上，在与所述v族气体进气缓存腔对应的v族气体进气管管体上均布开设有若干v族气体出气孔。
15.当所述iii族气体进气管和v族气体进气管在喷淋盘主体1上采用中心进气方式时，所述iii族气体进气管沿径向方向密封穿过所有环状隔板，iii族气体进气管一端位于最内侧的环状隔板内部，iii族气体进气管另一端密封连接在最外侧的环状隔板上，与所述iii族气体进气缓存腔对应的iii族气体进气管管体上均布开设有若干iii族气体出气孔；所述v族气体进气管沿径向方向密封穿过所有环状隔板，v族气体进气管一端位于最内侧的环状隔板内部，v族气体进气管另一端密封连接在最外侧的环状隔板上，与所述v族气体进气缓存腔对应的v族气体进气管管体上均布开设有若干v族气体出气孔；在最内侧的环状隔板内部，所述v族气体进气管同轴套在iii族气体进气管外侧，iii族气体进气管密封穿过v族气体进气管管体。
16.本发明的有益效果：
17.本发明的mocvd设备的喷淋盘结构，进一步简化了喷淋盘结构设计，结构更加简单紧凑，既保证了进气的均匀性，又降低了喷淋盘在mocvd设备反应室内的空间占用率，更加有利于mocvd设备的小型化。
附图说明
18.图1为本发明的一种mocvd设备的喷淋盘结构(周向进气方式)的示意图；
19.图2为本发明的一种mocvd设备的喷淋盘结构(周向进气方式)的剖视图；
20.图3为本发明的一种mocvd设备的喷淋盘结构(周向进气方式)的示意图(喷淋盘封盖未示出)；
21.图4为本发明的一种mocvd设备的喷淋盘结构(中心进气方式)的示意图；
22.图5为本发明的一种mocvd设备的喷淋盘结构(中心进气方式)的剖视图；
23.图6为本发明的一种mocvd设备的喷淋盘结构(中心进气方式)的示意图(喷淋盘封盖未示出)；
24.图中，1—喷淋盘主体，2—喷淋盘封盖，3—iii族气体进气管，4—v族气体进气管，5—环状隔板，6—iii族气体进气缓存腔，7—v族气体进气缓存腔，8—iii族气体出气孔道，9—v族气体出气孔道，10—密封沟槽，11—密封圈，12—冷却沟槽，13—冷却管路，14—iii族气体出气孔，15—v族气体出气孔。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
26.如图1～6所示，一种mocvd设备的喷淋盘结构，包括喷淋盘主体1、喷淋盘封盖2、
iii族气体进气管3及v族气体进气管4；所述喷淋盘封盖2密封扣装在喷淋盘主体1上方；所述iii族气体进气管3和v族气体进气管4分别与喷淋盘主体1相连通。
27.在所述喷淋盘主体1的上表面固定设有若干环状隔板5，若干环状隔板5同心且沿径向方向等间距分布。
28.相邻所述环状隔板5之间的环向空间作为iii族气体进气缓存腔6或v族气体进气缓存腔7。
29.所述iii族气体进气缓存腔6与v族气体进气缓存腔7沿径向方向交替布设。
30.所述iii族气体进气缓存腔6对应的喷淋盘主体1上开设有若干iii族气体出气孔道8，所述v族气体进气缓存腔7对应的喷淋盘主体1上开设有若干v族气体出气孔道9。
31.在所述环状隔板5的顶部开设有密封沟槽10，在密封沟槽10内安装有密封圈11，环状隔板5与喷淋盘封盖2之间通过密封圈11进行密封。
32.在所述喷淋盘封盖2的上表面开设有冷却沟槽12，在冷却沟槽12内安装有冷却管路13。
33.所述iii族气体进气管3和v族气体进气管4在喷淋盘主体1上采用的进气方式有两种，第一种为周向进气方式，第二种为中心进气方式。
34.当所述iii族气体进气管3和v族气体进气管4在喷淋盘主体1上采用周向进气方式时，所述iii族气体进气管3沿径向方向密封穿过所有环状隔板5，iii族气体进气管3一端位于最外侧的环状隔板5外部，iii族气体进气管3另一端密封连接在最内侧的环状隔板5上，在与所述iii族气体进气缓存腔6对应的iii族气体进气管3管体上均布开设有若干iii族气体出气孔14；所述v族气体进气管4沿径向方向密封穿过所有环状隔板5，v族气体进气管4一端位于最外侧的环状隔板5外部，v族气体进气管4另一端密封连接在最内侧的环状隔板5上，在与所述v族气体进气缓存腔7对应的v族气体进气管4管体上均布开设有若干v族气体出气孔15。
35.当所述iii族气体进气管3和v族气体进气管4在喷淋盘主体1上采用中心进气方式时，所述iii族气体进气管3沿径向方向密封穿过所有环状隔板5，iii族气体进气管3一端位于最内侧的环状隔板5内部，iii族气体进气管3另一端密封连接在最外侧的环状隔板5上，与所述iii族气体进气缓存腔6对应的iii族气体进气管3管体上均布开设有若干iii族气体出气孔14；所述v族气体进气管4沿径向方向密封穿过所有环状隔板5，v族气体进气管4一端位于最内侧的环状隔板5内部，v族气体进气管4另一端密封连接在最外侧的环状隔板5上，与所述v族气体进气缓存腔7对应的v族气体进气管4管体上均布开设有若干v族气体出气孔15；在最内侧的环状隔板5内部，所述v族气体进气管4同轴套在iii族气体进气管3外侧，iii族气体进气管3密封穿过v族气体进气管4管体。
36.下面结合附图说明本发明的一次使用过程：
37.当iii族气体进气管3和v族气体进气管4在喷淋盘主体1上采用周向进气方式时，iii族气体由喷淋盘主体1周向进入iii族气体进气管3内，之后通过iii族气体出气孔14进入iii族气体进气缓存腔6，最后通过iii族气体出气孔道8喷出；同理，v族气体也由喷淋盘主体1周向进入v族气体进气管4内，之后通过v族气体出气孔15进入v族气体进气缓存腔7，最后通过v族气体出气孔道9喷出。
38.当iii族气体进气管3和v族气体进气管4在喷淋盘主体1上采用中心进气方式时，
iii族气体由喷淋盘主体1中心进入iii族气体进气管3内，之后通过iii族气体出气孔14进入iii族气体进气缓存腔6，最后通过iii族气体出气孔道8喷出；同理，v族气体也由喷淋盘主体1中心进入v族气体进气管4内，之后通过v族气体出气孔15进入v族气体进气缓存腔7，最后通过v族气体出气孔道9喷出；在中心进气方式下，喷淋盘主体1可以采用旋转形式，从而可以进一步提高喷淋气体的均匀性。
39.实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。