CN113088928A - 内筒壁吹扫装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内筒壁吹扫装置，包括：反应腔室；进气喷头，设置在反应腔室的顶部，用于朝反应腔室内的托盘上的衬底供给反应气体；内筒，设置在反应腔室内，位于进气喷头和托盘之间；进气环，和内筒的上端连接，且与内筒的内筒壁之间形成有环形腔以及与环形腔连通的环形狭缝；进气管，进气管的一端和进气环连接，用于给环形腔提供吹扫气体，进气管的另一端伸出反应腔室。当反应气体从进气喷头向下流出时，吹扫气体同时从进气管进入进气环与内筒形成的环形腔内，并从与环形腔连通的环形狭缝流出，然后沿着内筒壁向下流动，吹扫气体和反应气体平行向下流动，为平流状态，从而在内筒壁附近形成一个气帘，气帘能有效阻止反应气体和内筒壁接触。
Description
技术领域
本发明涉及化学气相沉积(CVD)设备技术领域，尤其涉及一种用于CVD设备的内筒壁吹扫装置。
背景技术
CVD(ChemicalVapor Deposition，化学气相沉积)，指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。CVD设备用于制备化合物半导体材料或其他薄膜材料，如：GaN、SiC、ZnO和薄膜太阳能电池等。目前，在用于SiC单晶材料外延生长的CVD设备中，有两种反应腔：冷壁***和热壁***。反应原理是反 应气体流经被加热到反应温度的基片(即衬底)表面，发生化学反应生成SiC单晶薄膜。其中，热壁***在SiC生长过程具有温度均匀、膜厚一致性好、加热快速等优点，因此被广泛应用。现有的该类立式设备的反应腔内设置有内筒，当反应气体向下往衬底输运时，也会在该内筒的内筒壁产生沉积，生成SiC颗粒。SiC颗粒需要频繁清理，否则会对衬底产生污染；内筒壁的沉积物在工艺运行过程中会脱落掉落在衬底上，影响外延生长的质量；内筒壁沉积过程会消耗一定的原料气，提高了生产成本；内筒壁沉积物会使内筒受损，降低了内筒使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内筒壁吹扫装置，以解决上述的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种内筒壁吹扫装置，包括：
反应腔室；
进气喷头，设置在所述反应腔室的顶部，用于朝所述反应腔室内的托盘上的衬底供给反应气体；
内筒，设置在所述反应腔室内，位于所述进气喷头和所述托盘之间；
进气环，和所述内筒的上端连接，且与所述内筒的内筒壁之间形成有环形腔以及与所述环形腔连通的环形狭缝；
进气管，所述进气管的一端和所述进气环连接，用于给所述环形腔提供吹扫气体，所述进气管的另一端伸出所述反应腔室。
在本发明的一具体实施例中，所述进气管至少有3根，均匀分布在所述进气环上部的同一圆周上。
在本发明的一具体实施例中，所述进气环包括本体，所述本体上部开设有上部孔，所述本体下部开设有下部孔，所述本体内部开设有横向孔，所述横向孔的一端和所述上部孔连通，所述横向孔的另一端和所述下部孔连通；所述进气管和所述上部孔连接，所述环形腔和所述下部孔连通。
在本发明的一具体实施例中，所述上部孔沿所述本体的中心线方向开设在所述本体的上部，所述下部孔沿所述本体的中心线方向开设在所述本体的下部，所述下部孔位于所述上部孔的内侧，所述横向孔沿所述本体的直径方向开设在所述本体的内部。
在本发明的一具体实施例中，所述横向孔为盲孔，沿所述本体的直径方向开设在所述本体的侧壁，所述横向孔的外侧设置有堵头。
在本发明的一具体实施例中，所述本体的上部设置有导向部，所述导向部的上端和所述进气喷头接触连接。
在本发明的一具体实施例中，所述导向部为圆筒薄壁状。
在本发明的一具体实施例中，所述本体的下部设置有形成部，所述形成部靠近所述内筒壁的一侧包括第一环形面和外圆锥形面，所述外圆锥形面设置在所述第一环形面的下端，所述第一环形面和所述内筒壁之间的距离不变，所述外圆锥形面与所述内筒壁之间的距离由上到下逐渐递减从而使所述形成部的下端与所述内筒之间形成有所述环形狭缝。
在本发明的一具体实施例中，所述形成部靠近所述内筒壁的一侧还包括第二环形面，所述第二环形面设置在所述外圆锥形面的下端，所述第二环形面与所述内筒壁之间的距离不变。
在本发明的一具体实施例中，所述形成部远离所述内筒壁的一侧为内圆锥形面，所述内圆锥形面与所述内筒壁之间的距离由上到下逐渐递减。
本发明的有益之处在于：
区别于现有技术，应用本发明的技术方案，当反应气体从进气喷头向下流出时，吹扫气体同时从进气管进入进气环与内筒形成的环形腔内，并从与环形腔连通的环形狭缝流出，然后沿着内筒壁向下流动，吹扫气体和反应气体平行向下流动，为平流状态，从而在内筒壁附近形成一个气帘，气帘可以有效阻止反应气体和内筒壁接触，大大延长了清理周期，减少了颗粒物对衬底的污染，提高了外延生长的质量，并且提高了原材料的利用率，降低了生产成本。另外，由于内筒壁沉积物减少，延长了内筒的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明内筒壁吹扫装置的剖视示意图；
图2是图1中圆圈A内结构的放大示意图；
图3是本发明内筒壁吹扫装置的进气环及形成的气帘的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1-图3，本发明内筒壁吹扫装置实施例包括：反应腔室11、进气喷头10、进气环2、内筒5和进气管1。进气喷头10设置在反应腔室11的顶部，用于朝反应腔室11内的托盘12上的衬底供给反应气体。内筒5，设置在反应腔室11内，位于进气喷头10和托盘12之间。进气环2和内筒5的上端连接，且与内筒5的内筒壁之间形成有环形腔8以及与环形腔8连通的环形狭缝9。进气管1的一端和进气环2连接，用于给环形腔8提供吹扫气体，进气管1的另一端伸出反应腔室11。
应用本实施例的技术方案，当反应气体从进气喷头10向下流出时，吹扫气体同时从进气管1进入进气环2与内筒5形成的环形腔8内，并从与环形腔8连通的环形狭缝9流出，然后沿着内筒壁向下流动，吹扫气体和反应气体平行向下流动，为平流状态，从而在内筒壁附近形成一个气帘13，气帘13可以有效阻止反应气体和内筒壁接触，大大延长了清理周期，减少了颗粒物对衬底的污染，提高了外延生长的质量，并且提高了原材料的利用率，降低了生产成本。另外，由于内筒壁沉积物减少，延长了内筒5的使用寿命。
在一实施例中，进气管1至少有3根，均匀分布在进气环2上部的同一圆周上。通过设置至少3根均匀分布的进气管1，可以将吹扫气体均匀散布在环形腔8内，使流出环形狭缝9的气流更均匀，从而提高了吹扫效果。
在一实施例中，进气环2包括本体22，本体22上部开设有上部孔3，本体22下部开设有下部孔7，本体22内部开设有横向孔6，横向孔6的一端和上部孔3连通，横向孔6的另一端和下部孔7连通。进气管1和上部孔3连接，环形腔8和下部孔7连通。在实际实施时，上部孔3沿本体22的中心线方向开设在本体22的上部，下部孔7沿本体22的中心线方向开设在本体22的下部，下部孔7位于上部孔3的内侧，横向孔6沿本体22的直径方向开设在本体22的内部。
进一步地，为了方便开设横向孔6，可以沿本体22的直径方向在本体22的侧壁开设横向孔6，横向孔6为盲孔，横向孔6的外侧设置有堵头4。
进一步地，本体22的上部设置有导向部21，导向部21的上端和进气喷头10接触连接，用于将进气喷头10流出的反应气体引导至内筒5内，防止反应气体扩散到反应腔室11的其他位置。在实际实施时，导向部21为圆筒薄壁状。
进一步的，本体22的下部设置有形成部23，形成部23靠近内筒壁的一侧包括第一环形面和外圆锥形面，外圆锥形面设置在第一环形面的下端，第一环形面和内筒壁之间的距离不变，外圆锥形面与内筒壁之间的距离由上到下逐渐递减从而使形成部23的下端与内筒5之间形成有环形狭缝9。通过设置第一环形面和外圆锥形面，可以使得形成部23和内筒5之间形成环形腔8和环形狭缝9。
进一步地，形成部23靠近内筒壁的一侧还包括第二环形面，第二环形面设置在外圆锥形面的下端，第二环形面与内筒壁之间的距离不变。
进一步地，形成部23远离内筒壁的一侧为内圆锥形面，内圆锥形面与内筒壁之间的距离由上到下逐渐递减。具体地，内圆锥形面和外圆锥形面的锥度相等。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种内筒壁吹扫装置，其特征在于，包括：
反应腔室；
进气喷头，设置在所述反应腔室的顶部，用于朝所述反应腔室内的托盘上的衬底供给反应气体；
内筒，设置在所述反应腔室内，位于所述进气喷头和所述托盘之间；
进气环，和所述内筒的上端连接，且与所述内筒的内筒壁之间形成有环形腔以及与所述环形腔连通的环形狭缝；
进气管，所述进气管的一端和所述进气环连接，用于给所述环形腔提供吹扫气体，所述进气管的另一端伸出所述反应腔室。
2.根据权利要求1所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述进气管至少有3根，均匀分布在所述进气环上部的同一圆周上。
3.根据权利要求1所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述进气环包括本体，所述本体上部开设有上部孔，所述本体下部开设有下部孔，所述本体内部开设有横向孔，所述横向孔的一端和所述上部孔连通，所述横向孔的另一端和所述下部孔连通；所述进气管和所述上部孔连接，所述环形腔和所述下部孔连通。
4.根据权利要求3所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述上部孔沿所述本体的中心线方向开设在所述本体的上部，所述下部孔沿所述本体的中心线方向开设在所述本体的下部，所述下部孔位于所述上部孔的内侧，所述横向孔沿所述本体的直径方向开设在所述本体的内部。
5.根据权利要求3所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述横向孔为盲孔，沿所述本体的直径方向开设在所述本体的侧壁，所述横向孔的外侧设置有堵头。
6.根据权利要求3所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述本体的上部设置有导向部，所述导向部的上端和所述进气喷头接触连接。
7.根据权利要求6所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述导向部为圆筒薄壁状。
8.根据权利要求3所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述本体的下部设置有形成部，所述形成部靠近所述内筒壁的一侧包括第一环形面和外圆锥形面，所述外圆锥形面设置在所述第一环形面的下端，所述第一环形面和所述内筒壁之间的距离不变，所述外圆锥形面与所述内筒壁之间的距离由上到下逐渐递减从而使所述形成部的下端与所述内筒之间形成有所述环形狭缝。
9.根据权利要求8所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述形成部靠近所述内筒壁的一侧还包括第二环形面，所述第二环形面设置在所述外圆锥形面的下端，所述第二环形面与所述内筒壁之间的距离不变。
10.根据权利要求8所述的内筒壁吹扫装置，其特征在于，所述形成部远离所述内筒壁的一侧为内圆锥形面，所述内圆锥形面与所述内筒壁之间的距离由上到下逐渐递减。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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