CN213781995U - 碳化硅外延片的反应室及其排气装置和半导体设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种反应室的排气装置，其中，所述反应室包括腔体，所述排气装置位于所述腔体的一侧，用于将冗余气体排出所述腔体；所述排气装置包括排气口及设置在所述排气口上的均流装置，所述排气口设置在所述腔体一侧，所述均流装置包括基座和均流层，所述基座安装在所述排气口上，且所述基座为中空结构：所述均流层安装在所述基座上，所述均流层上设有多个排气孔。本实用新型结构简单，可实现腔体内各个方向气流更加均匀。本实用新型还提供一种包含上述排气装置的碳化硅外延片的反应室及包含上述反应室的半导体设备。

Description

碳化硅外延片的反应室及其排气装置和半导体设备

技术领域

本实用新型涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种碳化硅外延片的反应室及其排气装置和半导体设备。

背景技术

化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，以下简称CVD)工艺是一种利用不同气体在高温条件下相互反应来制备外延薄膜的方法。气体在反应室内的流速影响着外烟薄膜的质量。

CVD设备中安装有排气装置，而排气装置的抽气速率影响反应室内的气体的流速。目前，在晶圆的外延生长技术中，水平气流生长成为主要的生长模式之一，所谓的水平气流即在生长过程中，气体从进气装置进入反应腔室，在排气装置的作用下气体沿着水平方向采用单一直抽方式直接排放到尾端。这种排气设计易导致腔体内不同方向的气体抽速不同，造成流过产品表面的气体量不同，使生长的产品各部位产生差异。而且随着生长炉数的增多，腔壁上涂层(Coatting)越厚，对气体的粘滞力增强，更加剧流速差异，导致产品在生长时，质量出现波动，影响产品的一致性。

实用新型内容

针对现有技术中的不足与缺陷，本实用新型提供一种碳化硅外延片的反应室及其排气装置和半导体设备，用于解决水平气流外延生长晶圆时由于气流不均匀造成产品各部位的生长不一致的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种反应室的排气装置，其中，所述反应室包括腔体，所述排气装置位于所述腔体的一侧，用于将冗余气体排出所述腔体；所述排气装置包括：

排气口，设置在所述腔体的一侧；及

均流装置，安装在所述排气口上，所述均流装置包括：

基座，安装在所述排气口上，所述基座为中空结构且所述基座与所述排气口连通；及

均流层，安装在所述基座上，所述均流层上设有多个排气孔。

于本实用新型的一实施例中，所述排气孔分散设置在所述均流层上。

于本实用新型的一实施例中，所述排气孔的直径大于5毫米，且所述排气孔的直径小于所述排气口直径的二分之一。

于本实用新型的一实施例中，单层所述均流层上的所述排气孔的总面积大于所述排气口的横截面积。

于本实用新型的一实施例中，所述均流层包括第一均流层和第二均流层，所述第一均流层安装在所述底座上；所述第二均流层安装在所述第一均流层上。

于本实用新型的一实施例中，所述第一均流层与所述第二均流层之间设有间隙，所述间隙为气流扩散空间。

于本实用新型的一实施例中，所述第一均流层上的排气孔与所述第二均流层上的排气孔为非对称设置。

于本实用新型的一实施例中，所述均流装置通过所述基座与所述排气孔连接，所述基座的底部形状对应于所述排气孔的形状。

本实用新型的第二个方面是提供一种碳化硅外延片的反应室，所述反应室包含上述排气装置。

本实用新型的第三个方面是提供一种半导体设备，所述半导体设备包含上述反应室。

如上所述，本实用新型提供一种反应室的排气装置，通过在排气口上增加均流装置，可使腔体内气流在各个方向上更加均匀，使流经腔体内晶圆产品各部位的气体量均匀化，产品的生长更加均匀，提高了产品的质量。均流装置通过底部的基座***排气口中，基座上可设置第一均流层和第二均流层，两层均流层之间的间隙形成气体扩散空间，使各个方向的气体更加均匀，产品的质量更均匀。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：

图1显示为现有技术中的反应室的排气装置的结构示意图。

图2显示为图1的气流示意图。

图3显示为本实用新型的反应室的排气装置的结构示意图。

图4显示为本实用新型于一实施例中的均流装置的结构示意图。

图5显示为本实用新型的反应室腔体中的气流示意图。

附图标记

1 腔体

2 排气口

3 均流装置

31 基座

32 均流层

33 排气孔

321 第一均流层

322 第二均流层

323 气体扩散空间

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

请参阅图1和图2，水平气流生长模式采用的反应室的排气口2设置在腔体1的一侧，因为腔体处于一侧抽气，由于流场的原因，会造成中心点的抽速高，边缘的抽速低(参见图2，图中箭头代表气流方向)，导致腔体1内的气流不均匀，生长的晶圆各部位质量不一致。

请参阅图3至图5，本实用新型提供一种反应室的排气装置，可改善水平气流生长下反应室内气流的均匀性，提高产品的质量。

请参阅图3，本实用新型提供一种反应室的排气装置，其中反应室包括腔体1，排气装置安装在腔体1的一侧，用于将冗余气体排出腔体1；排气装置包括排气口2和均流装置3，排气口2设置在腔体1的一侧，均流装置3安装在排气口2上。均流装置3包括基座31和均流层32，基座31安装在排气口2上，基座31为中空结构且基座31与排气口2相连通，均流层32安装在基座31上，均流层32上设有多个排气孔33。腔体1通过均流装置3与排气口1相连通，在外延生长晶圆时，反应气体通过进气装置进入腔体1内，在排气装置的作用下，气体通过均流层32上的排气孔33进入均流装置3，然后进入排气口2排出腔室。均流装置的设置，可以使腔体内各个方向上的气流更加均匀。

请参阅图3和图4，在一实施例中，排气孔33分散设置在均流层32上，例如，排气孔33沿均流层32的周向均匀设置，其中，每个排气孔33的直径大于5毫米，且每个排气孔的直径要小于排气口2直径的二分之一，每一层均流层32上的排气孔33的总面积大于排气口2的横截面积。上述排气孔33的设置方式，可使均流装置3的均流效果更好。

请参阅图3和图4，在另一实施例中，均流装置3包括基座31、第一均流层321及第二均流层322，其中，基座31为中空结构，且其底部形状对应于排气口2的形状，排气装置通过基座31***排气口2内；第一均流层321安装在基座31上，第二均流层322安装在第一均流层321上，第一均流层321与第二均流层322之间设有间隙，此间隙为气体扩散空间323。第一均流层321与第二均流层322上均设有多个排气孔33，且第一均流层321上的排气孔33与第二均流层322上的排气孔33相互交错(非对称)设置。抽气时，腔体1内的气流会通过第二均流层322上的排气孔33先进入气体扩散空间323，然后再通过第一均流层321上的排气孔33进入排气口2，进而排出反应室。第一均流层321与第二均流层322之间形成的气体扩散空间323可使气体在均流装置内部进行扩散，有助于气体的均匀化。

请参阅图3至图5，本实用新型的第二方面还提供一种碳化硅外延片的反应室，所述反应室包括一腔体1，在腔体1的一侧设有排气装置，其中，排气装置包括排气口2及均流装置3，所述排气装置即为本实用新型的排气装置，具体结构参见上文描述。本实施例中的反应室腔体1内的气流示意图参见图5，图中的箭头方向代表气流方向，圆弧线代表等流线，初始气流的方向是一致的，在排气装置的作用下，气流沿着水平方向流向腔体1内，由于排气装置设在腔体1的一侧，在流场的影响下造成中心位置抽速高，边缘位置抽速低，本实用新型中的均流装置3可使抽气口在各个方向上的气流更加均匀，腔体1内中心位置的抽速与边缘位置的抽速相差不大。

本实用新型的第三个方面还提供一种半导体设备，所述半导体设备包含上述碳化硅外延片的反应室，在该半导体设备中外延生长晶圆，制得的产品质量更均匀。

综上所述，本实用新型结构简单，通过在排气口上增加均流装置，使腔体内气流在各个方向上更加均匀，使反应室内产品的生长更加均匀，提高了产品的质量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种反应室的排气装置，其中，所述反应室包括腔体，所述排气装置位于所述腔体的一侧，用于将冗余气体排出所述腔体；其特征在于，所述排气装置包括：

排气口，设置在所述腔体的一侧；及

均流装置，包括：

基座，安装在所述排气口上，所述基座为中空结构且所述基座与所述排气口连通；及

均流层，安装在所述基座上，所述均流层上设有多个排气孔。

2.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述排气孔分散设置在所述均流层上。

3.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述排气孔的直径大于5毫米，且所述排气孔的直径小于所述排气口直径的二分之一。

4.根据权利要求3所述的排气装置，其特征在于，单层所述均流层上的所述排气孔的总面积大于所述排气口的横截面积。

5.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述均流层包括：

第一均流层，安装在所述基座上；

第二均流层，安装在所述第一均流层上。

6.根据权利要求5所述的排气装置，其特征在于，所述第一均流层与所述第二均流层之间设有间隙，所述间隙为气体扩散空间。

7.根据权利要求5所述的排气装置，其特征在于，所述第一均流层上的排气孔与所述第二均流层上的排气孔为非对称设置。

8.根据权利要求1所述的排气装置，其特征在于，所述均流装置通过所述基座与所述排气孔连接，所述基座的底部形状对应于所述排气孔的形状。

9.一种碳化硅外延片的反应室，其特征在于，包含权利要求1～8任一所述的排气装置。

10.一种半导体设备，其特征在于，所述半导体设备包含权利要求9所述的反应室。

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