專利名稱：一種用于化學(xué)氣相淀積的氣體導(dǎo)入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種用于化學(xué)氣相淀積的氣體導(dǎo)入裝置，進(jìn)一步是指所涉及的環(huán)形氣體 導(dǎo)入裝置通常放置在化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔上部外周邊。該氣體導(dǎo)入裝置由一個 或多個氣體導(dǎo)入單元組成，可以實(shí)現(xiàn)多股氣流由化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔外周邊， 沿平行于水平放置在化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔內(nèi)的襯底載盤表面或與所述襯底載盤 表面成一定夾角的徑向方向由外向內(nèi)導(dǎo)入所述反應(yīng)腔內(nèi)。使用該裝置可以簡化大型化學(xué)氣相 淀積反應(yīng)器的設(shè)計和結(jié)構(gòu)，降低制造和使用大型化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器的成本。
背景技術(shù)：
化學(xué)氣相淀積是制造光電材料，特別是多層化合物半導(dǎo)體薄膜材料的主要手段，廣泛應(yīng) 用于發(fā)光二極管，激光和微波材料的制造。 一般，淀積材料由氣相分解反應(yīng)劑產(chǎn)生。含各種 反應(yīng)劑的氣流在化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔內(nèi)的分布均勻性和流動穩(wěn)定性會直接影響到化學(xué) 氣相淀積材料的性能，特別會影響到材料的均勻性、化學(xué)組分、摻雜濃度等，而氣流的均勻 性和穩(wěn)定性又直接取決于氣流導(dǎo)入反應(yīng)腔內(nèi)的方式和裝置。隨著反應(yīng)腔尺寸的不斷增加，化 學(xué)氣相淀積對氣體導(dǎo)入反應(yīng)腔的方式和裝置提出了越來越高的要求。
一種常用的氣體導(dǎo)入方式和裝置如圖1所示。該氣體導(dǎo)入方式和裝置主要應(yīng)用于行星式
化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔，包括反應(yīng)腔122，反應(yīng)腔頂蓋101,反應(yīng)腔底盤113，反應(yīng)腔 側(cè)壁1"，襯底載盤106,加熱裝置126，氣體排出裝置103，氣體導(dǎo)入裝置107a， 107b， 和107c。使用時，不同氣體組成的氣流分別由氣體導(dǎo)入裝置107a， 107b,和107c導(dǎo)入反
應(yīng)腔。所述氣流由反應(yīng)腔中央沿著與襯底載盤平行的徑向方向自內(nèi)向外流入放置在反應(yīng)腔 122外周邊的氣體排出裝置103。當(dāng)氣體進(jìn)入反應(yīng)腔122后，不同氣體之間在高溫下會發(fā)生 化學(xué)氣相反應(yīng)，并形成微小顆?；蚨栊匝苌铮偌由戏磻?yīng)劑在襯底和襯底載盤106表面的 淀積會造成決定化學(xué)氣相淀積速度的反應(yīng)劑沿氣體流動方向不斷減少，并導(dǎo)致化學(xué)氣相淀積 速度沿著氣流方向不斷減少(所述現(xiàn)象也稱為反應(yīng)劑耗盡效應(yīng))。對于圓柱形反應(yīng)腔，當(dāng)氣體 由內(nèi)向外沿徑向方向流動時，其圓周面積的增加也會使反應(yīng)劑在氣相中的質(zhì)量密度和氣體流速不斷變小，導(dǎo)致化學(xué)氣相淀積速度的進(jìn)一步下降(所述現(xiàn)象也稱為氣流發(fā)散效應(yīng))。上述二 種效應(yīng)相互疊加使得沿著氣流方向的化學(xué)氣相淀積的均勻性很差。此外，為更換襯底和維修
腔內(nèi)部件等，反應(yīng)腔頂蓋101經(jīng)常需要打開。放置在反應(yīng)腔頂蓋上的氣體導(dǎo)入裝置107a， 107b和107c不僅增加了反應(yīng)腔頂蓋的設(shè)計和制造難度，也增加了成本與操作難度。為克服 氣流發(fā)散效應(yīng)和反應(yīng)劑耗盡效應(yīng)引發(fā)的不均勻性，通常采用行星式襯底載盤，但對于大直徑 反應(yīng)腔，行星式襯底載盤已難以彌補(bǔ)氣流發(fā)散效應(yīng)和反應(yīng)劑耗盡效應(yīng)，使反應(yīng)腔尺寸的增加 遇到了設(shè)計和技術(shù)上的瓶頸。
另一種常用的氣體導(dǎo)入方式和裝置如圖2所示。該氣體導(dǎo)入方式和裝置主要應(yīng)用于噴淋 頭式和渦盤式化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔，包括反應(yīng)腔222，反應(yīng)腔頂蓋201，反應(yīng)腔底盤 213，反應(yīng)腔側(cè)壁211，氣體導(dǎo)入管207a, 207b，氣體導(dǎo)入盤204a， 204b，襯底載盤206， 和加熱裝置226。使用時，不同氣體組成的氣流分別自氣體導(dǎo)入管207a和207b進(jìn)入氣體導(dǎo) 入盤204a和204a，氣體再經(jīng)由氣體導(dǎo)入盤204a和204a中相互不連通的噴嘴(或噴管)自 反應(yīng)腔222頂部沿垂直向下的方向?qū)敕磻?yīng)腔。由于垂直氣流可以均勻覆蓋整個襯底載盤 206，使得反應(yīng)劑耗盡效應(yīng)和氣流發(fā)散效應(yīng)對化學(xué)氣相淀積的均勻性影響較小。為了達(dá)到垂 直氣流能均勻覆蓋襯底載盤206，整個圓形氣體引入盤204a或204b不得不密布由水套冷卻 又彼此不相通的微細(xì)噴嘴(又稱噴淋頭)。隨著反應(yīng)腔直徑的不斷增加，噴淋頭的設(shè)計難度和 制造成本越來越高。由于熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的作用，成千上萬個由水套冷卻又彼此不相通的 微細(xì)噴嘴組成的噴淋頭的使用壽命變得越來越短，使用成本也變得越來越高。如采用較少的 氣體噴嘴，為達(dá)到氣體均勻覆蓋襯底載盤206，就必須增加反應(yīng)腔的高度，結(jié)果在反應(yīng)腔222 上部又會引起嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象，影響整個化學(xué)氣相淀積過程。為此，需要同步增加氣體流量 和高速旋轉(zhuǎn)襯底載盤206(又稱渦盤)來抑制上述渦流現(xiàn)象。隨著反應(yīng)腔直徑的增加，簡單增加 氣體流量已無法抑制反應(yīng)腔222上部嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象。對大直徑反應(yīng)器反應(yīng)腔，如圖2所示 的氣體導(dǎo)入方式和裝置也遇到了設(shè)計和技術(shù)上的瓶頸。
很顯然，現(xiàn)有化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔內(nèi)氣體導(dǎo)入方式和裝置存在本質(zhì)性的缺陷，并 已制約了反應(yīng)器反應(yīng)腔直徑的進(jìn)一步增加，已無法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
本發(fā)明的目的是提供一種克服現(xiàn)有化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔內(nèi)氣體導(dǎo)入方式和裝置的 缺點(diǎn)和不足的化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔內(nèi)氣體導(dǎo)入方式和裝置。本發(fā)明的另一個目的是提 供一種氣體導(dǎo)入裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低廉，維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā) 明的另一個目的是提供一種氣體導(dǎo)入方式，該方式不僅能克服氣流方向的反應(yīng)劑耗盡效應(yīng)和
6氣流發(fā)散效應(yīng)，還能有效抑制氣相反應(yīng)和熱對流，改善化學(xué)氣相淀積的均勻性，提高化學(xué)氣 相淀積的質(zhì)量以及化學(xué)氣相反應(yīng)的效率，并能滿足反應(yīng)腔直徑增加時對其結(jié)構(gòu)設(shè)計和化學(xué)氣 相淀積均勻性的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種用于化學(xué)氣相淀積的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置水 平放置在化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔的上部外周邊、并在垂直方向上介于反應(yīng)腔頂蓋 和襯底載盤之間；由所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的一股或多股氣流，沿平行于所述襯底載盤 表面或與所述襯底載盤表面成一定夾角的徑向方向，由外向內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)腔內(nèi)；所述環(huán)形氣體 導(dǎo)入裝置包含一個或多個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元；所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元沿垂直方向按一定間距 逐個疊加排列放置在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置中。
根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器通常包含一種圓柱形反應(yīng)腔，該反應(yīng)腔進(jìn)一步包含一 種放置在所述圓柱形反應(yīng)腔上部外周邊介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝 置，該環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置可實(shí)現(xiàn)多股氣流由所述圓柱形反應(yīng)腔的外圍沿徑向向內(nèi)方向?qū)恿鞯?所述圓柱形反應(yīng)腔的中央。氣流沿徑向向內(nèi)方向流動時產(chǎn)生的氣體會聚效應(yīng)可以有效補(bǔ)償反 應(yīng)劑耗盡效應(yīng)，根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器可以不旋轉(zhuǎn)襯底或/和襯底載盤也能獲得均 勻的化學(xué)氣相淀積，從而簡化襯底載盤的設(shè)計及其制造和使用成本，放置在所述反應(yīng)腔側(cè)壁 的氣體導(dǎo)入裝置也將簡化反應(yīng)腔頂蓋設(shè)計及其制造和使用成本。
根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器通常包含一種圓柱形反應(yīng)腔，該反應(yīng)腔進(jìn)一步包含一 種放置在所述圓柱形反應(yīng)腔上部外周邊介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝 置，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置通常包含有一個或若干個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入 單元一般沿垂直方向按一定間距逐個疊加排列放置在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置中。
根據(jù)本發(fā)明的化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器通常包含一種圓柱形反應(yīng)腔，該反應(yīng)腔進(jìn)一步包含一 種放置在所述圓柱形反應(yīng)腔上部外周邊介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝 置，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置通常包含有一個或若干個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元，每一個所述環(huán)形氣 體導(dǎo)入單元包含一個環(huán)形外套和一個環(huán)形氣體導(dǎo)入板，并且至少包含一個環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板
或至少包含一個環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板或至少包含一個環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板和一個環(huán)形垂直導(dǎo)流隔 板，所述環(huán)形外套，所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板，所述環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板，和所述環(huán)形氣體導(dǎo)入 板之間均放置有一個環(huán)形氣體通道，上述環(huán)狀結(jié)構(gòu)與所述圓柱形反應(yīng)腔通常有相同的圓心位置。


圖1: 一種常見化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔剖面示意圖。 圖2:另一種常見化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔剖面示意圖 圖3a: —種化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔側(cè)視示意圖 圖3b:圖3a所示化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔俯視示意圖
圖4a:另一種化學(xué)氣相淀$1反應(yīng)器反應(yīng)腔側(cè)視示意圖 圖4b:圖4a所示化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔俯視示意圖 圖5a:另一種化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔側(cè)視示意圖 圖5b:圖5a所示化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔俯視示意圖 圖6:沿著圖5a中A-A線的剖視示意圖 圖7:沿著圖5b中B-B-B線的剖視示意圖 圖8:沿著圖7中C-C-C-C框內(nèi)的放大示意圖 圖9:沿著圖5a中D-D線的剖視示意圖
具體實(shí)施方式
本發(fā)明和本發(fā)明的各種環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置實(shí)施方案可以通過以下優(yōu)選方案的描述得到充 分理解，以下優(yōu)選方案也可視為本發(fā)明權(quán)利要求的實(shí)例。顯然，應(yīng)該充分理解到由本發(fā)明權(quán) 利要求所定義的本發(fā)明所涵蓋的內(nèi)容要比以下描述的優(yōu)選實(shí)施方案更加廣泛。在不偏離本發(fā) 明精神和范圍的情況下，借助于平常的技能可以產(chǎn)生更多的經(jīng)過變更和修改的實(shí)施方案。所 以，以下描述的實(shí)施方案僅僅是為了舉例說明而不是用來局限由本發(fā)明權(quán)利要求所定義的本 發(fā)明的涵蓋范圍。
根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案， 一種化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器通常有一種圓柱形反應(yīng)腔(見圖3a 和3b)，所述圓柱形反應(yīng)腔包含有反應(yīng)腔頂蓋301，反應(yīng)腔底盤313，和反應(yīng)腔側(cè)壁311。該 反應(yīng)腔進(jìn)一步包含一種環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置360。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置360通常安裝在所述 反應(yīng)腔上部外周邊介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置可以有一個或若干個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元組成。如圖3a和3b所示，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置360有二個環(huán)形氣 體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口 352a和352b，所述氣體接口 352a和352b分別通過其導(dǎo)管 351a和351b與氣體控制單元350a和350b相連。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口 352a和352b處于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置360相同徑向方向的不同高度上。所述環(huán)形氣體導(dǎo) 入裝置360可以是反應(yīng)腔側(cè)壁311的組成部分。
根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方案， 一種化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器通常有一種圓柱形反應(yīng)腔(見圖 4a和4b)，所述圓柱形反應(yīng)腔包含有反應(yīng)腔頂蓋401，反應(yīng)腔底盤413，和反應(yīng)腔側(cè)壁411。 該反應(yīng)腔進(jìn)一步包含一種環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置460。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置460通常安裝在所 述反應(yīng)腔上部外周邊介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置可以有一個或 若干個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元組成。如圖4a和4b所示，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置460有二個環(huán)形 氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口 452a和452b，所述氣體接口 452a和452b分別通過其導(dǎo)管 451a和451b與氣體控制單元450a和450b相連。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口 452a和452b處于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置460不同徑向方向的不同高度上。 一般優(yōu)選所述氣 體接口呈對稱均布排列在環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置460外周邊。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置460可以是 反應(yīng)腔側(cè)壁411的組成部分。
根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方案， 一種化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器通常有一種圓柱形反應(yīng)腔(見圖 5a和5b)，所述圓柱形反應(yīng)腔包含有反應(yīng)腔頂蓋501，反應(yīng)腔底盤513，和反應(yīng)腔側(cè)壁511。 該反應(yīng)腔進(jìn)一步包含一種環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置560。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置560通常安裝在所 述反應(yīng)腔上部外周邊介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間。
由圖6，圖7，圖8，圖9所示，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置由二個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元組成， 每一個所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元包括一個環(huán)形外套561， 一個環(huán)形氣體通道562， 一個環(huán)形圓 周導(dǎo)流隔板563， 一個環(huán)形氣體通道564， 一個環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板565， 一個環(huán)形導(dǎo)流狹縫 565a， 一個環(huán)形氣體通道566， 一個環(huán)形氣體導(dǎo)入板567,所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563上的 一組通孔568，和所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567上的一組氣體導(dǎo)入噴嘴569或所述環(huán)形氣體導(dǎo)入 板567a上的一個環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置560可以是反應(yīng)腔側(cè)壁511 的組成部分。
通常，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)與所述圓柱形反應(yīng)腔有相同的圓心位置。所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)以相同或不 同的方式相互連通，使得自環(huán)形外套561上氣體接口 552ba, 552bb， 552bc， 552bd沿四 個方向進(jìn)入環(huán)形氣體導(dǎo)入單元的氣體經(jīng)過所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)，最終經(jīng)由氣體導(dǎo)入噴嘴569，沿環(huán)
9形氣體導(dǎo)入板567內(nèi)圓周不同的徑向方向自外向內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)腔522中。
當(dāng)氣流由外圓周沿徑向向內(nèi)方向流動時，圓周截面積不斷減少，氣流速度不斷加快，反 應(yīng)劑的質(zhì)量密度也不斷增加。其中，不斷增加的氣流速度使界面層的厚度沿徑向向內(nèi)方向不 斷減少，由氣相擴(kuò)散到襯底表面的反應(yīng)劑會隨之增加。氣流速度和反應(yīng)劑質(zhì)量密度沿徑向向 內(nèi)方向的增加(又稱為氣流會聚效應(yīng))共同補(bǔ)償了由于反應(yīng)劑耗盡效應(yīng)所引起的化學(xué)氣相淀積 速度的下降。采用本發(fā)明的氣體導(dǎo)入方式和裝置的化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器可以不旋轉(zhuǎn)襯底載盤 或襯底本身也能獲得均勻的化學(xué)氣相淀積，從而簡化襯底載盤的設(shè)計，降低襯底載盤和所述 化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器的制造和使用成本。
所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口一般優(yōu)選沿所述環(huán)形外套圓周邊呈對稱均布排 列，不同環(huán)形氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口可以排布在相同徑向方向的不同高度上， 一般 優(yōu)選排布在不同徑向方向的不同高度上。每個所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口越多， 引入所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元沿周邊不同徑向方向的氣流就越均勻，管線系流也會相應(yīng)變復(fù)雜。 對直徑小于1000mm的反應(yīng)腔， 一般以4~8個氣體接口為優(yōu)選。反應(yīng)腔直徑越大，氣體接口 數(shù)量也應(yīng)該越大。如圖5a和5b所示，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置560有二個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元 所對應(yīng)的二組氣體接口 552aa， 552ab， 552ac， 552ad，和552ba， 552bb， 552bc， 552bd， 二組所述氣體接口分別通過其導(dǎo)管551 a和551b與氣體控制單元550a和550b相連。所述 環(huán)形氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的二組氣體接口 552aa， 552ab, 552ac552ad,和552ba， 552bb， 552bc， 552bd處于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置560不同徑向方向的不同高度上。
所述環(huán)形氣體通道562， 564和566是一種環(huán)狀通孔，放置在所述環(huán)狀外套561 ，環(huán)形 圓周導(dǎo)流隔板563,環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板565，和環(huán)形氣體導(dǎo)入板567之間。所述環(huán)形氣體通 道的徑向截面形狀一般呈矩形、梯形，半梯形等。所述環(huán)形氣體通道的徑向和垂直尺寸一般 可根據(jù)所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置的徑向和垂直尺寸以及所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置中所述環(huán)形氣體 導(dǎo)入單元的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整。通常其垂直尺寸與相鄰環(huán)狀隔板結(jié)構(gòu)的垂直尺寸相近?？拷h(huán)形
外套561的環(huán)形氣體通道562相對靠近環(huán)形氣體導(dǎo)入板567的環(huán)形氣體通道566有較寬的 徑向尺寸?？拷h(huán)形外套561的環(huán)形氣體通道562徑向尺寸較寬可以使由不同氣體接口 552ba， 552bb， 552bc， 552bd進(jìn)入環(huán)形氣體通道562的氣體成份更加均勻。靠近環(huán)形氣體 導(dǎo)入板567的環(huán)形氣體通道566徑向尺寸較窄可以使進(jìn)入環(huán)形氣體通道566的氣體流速更加 均勻，并保持氣體以穩(wěn)定平流方式進(jìn)入所述反應(yīng)腔522。
所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563通常沿圓周方向排布有若干通孔568。所述通孔568的外側(cè)進(jìn)口，內(nèi)側(cè)出口和圓周截面形狀可以是矩形、圓形、橢圓形、方形，菱形，梯形，半梯形等。 位于所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板外側(cè)的通孔進(jìn)口形狀和尺寸與位于所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板內(nèi)側(cè)的 通孔出口形狀和尺寸可以相同也可以不相同。通常，所述通孔進(jìn)口和通孔出口有相同的形狀， 但所述通孔進(jìn)口的尺寸一般比通孔出口的尺寸小。所述通孔圓周截面一般與通孔進(jìn)口和通孔 出口有相同的形狀。當(dāng)通孔進(jìn)口和通孔出口的形狀和尺寸不同時，通孔內(nèi)圓周截面的形狀和 尺寸由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化，徑向截面形狀可以是圓弧形、梯形，半梯形，拋物線形 等。所述通孔內(nèi)壁一般加工成沿氣流方向呈流線狀的光滑表面，所述通孔的進(jìn)口和出口處一 般通過呈流線狀的大直徑弧狀曲面將通孔內(nèi)壁過渡到所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板的外側(cè)表面和內(nèi)
側(cè)表面，避免沿氣流方向在所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板二側(cè)的環(huán)形氣體通道562和564上和所述 環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板上的通孔附近出現(xiàn)各種拐角，銳角，凹點(diǎn)，凸點(diǎn)，截面積突變和粗糙表面 所可能引發(fā)的紊流對氣流穩(wěn)定性的影響。
在所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563垂直方向上，所述通孔568可以是單排排布也可以是多排 排布，優(yōu)選單排排布。在所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563圓周方向上，所述通孔568可以均勻排 布也可以不均勻排布。所述通孔568沿所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563圓周方向均勻排布時，靠 近所述氣體接口附近的通孔圓周截面積比遠(yuǎn)離所述氣體接口附近的通孔圓周截面積小，離所 述氣體接口最近處的通孔圓周截面積最小，離所述氣體接口最遠(yuǎn)處的通孔圓周截面積最大， 其間的其它通孔圓周截面積由小逐漸變大。所述通孔568沿所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板圓周方向 不均勻排布時，通孔圓周截面積一般保持一致，靠近所述氣體接口附近的通孔密度比遠(yuǎn)離所 述氣體接口附近的通孔密度小，離所述氣體接口最近處的通孔密度最小，離所述氣體接口最 遠(yuǎn)處的通孔密度最大，其間的通孔密度由小逐漸變大。
沿徑向方向面對所述氣體接口 552ba， 552bb， 552bc， 552bd的位置上， 一般不放置任 何所述通孔568。這樣可以確保由氣體接口 552ba， 552bb， 552bc, 552bd導(dǎo)入的氣體先在 所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563外側(cè)的環(huán)形氣體通道562沿周邊流動，然后再通過所述通孔568 進(jìn)入到內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道564。改變所述通孔568密度或改變所述通孔568圓周截面積可以 使氣體從所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563外側(cè)的環(huán)形氣體通道562沿周邊分配不同的氣體流量沿 不同的徑向方向進(jìn)入所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563的內(nèi)側(cè)氣體通道564。如圖6和圖8所示， 所述通孔568沿所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563的垂直方向呈水平單排排布，沿所述環(huán)形圓周導(dǎo) 流隔板563的圓周方向呈不均勻排布。所述通孔568進(jìn)口和出口形狀均為圓形，進(jìn)口尺寸比 出口尺寸小，徑向剖面呈半梯形。為了使進(jìn)入所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563外側(cè)環(huán)形氣體通道562的氣體在通過通孔568前 能沿環(huán)形氣體通道562的垂直方向有最長距離的流動來充分混合從不同氣體接口 552ba， 552bb， 552bc， 552bd進(jìn)入環(huán)形氣體通道562的氣體，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道562外側(cè)的 環(huán)形外套561上的氣體接口 552ba， 552bb， 552bc， 552bd—般與環(huán)形氣體通道562在垂 直方向上的頂端或底端相接通，所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563上的通孔568則與環(huán)形氣體通道 562在垂直方向上的另一端相接通。如圖8所示，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道562外側(cè)的環(huán)形外 套561上的氣體接口 552ba， 552bb， 552bc， 552bd與所述環(huán)形氣體通道562在垂直方向 上的頂端相接通，所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563上的通孔568則與所述環(huán)形氣體通道562在垂 直方向上的底端相接通。當(dāng)氣體由氣體接口 552ba， 552bb， 552bc， 552bd進(jìn)入外側(cè)環(huán)形氣 體通道562時，在向二邊擴(kuò)散流動的同時也向下擴(kuò)散流動，最后通過通孔568進(jìn)入所述環(huán)形 圓周導(dǎo)流隔板563的內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道564。
所述垂直導(dǎo)流隔板565通常在其頂端或底端沿圓周水平方向開有貫通所述垂直導(dǎo)流隔板 565的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a。位于所述垂直導(dǎo)流隔板565外側(cè)的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a進(jìn)口高度 與位于所述垂直導(dǎo)流隔板565內(nèi)側(cè)的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a出口高度可以相同也可以不相同。 通常，所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a進(jìn)口高度一般比環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a出口高度小，其寬度比例 為1:1 1:2為優(yōu)選?？拷鼉?nèi)側(cè)氣體通道566的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a的出口高度一般不超過 15mm。當(dāng)環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a進(jìn)口高度和環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a出口高度不同時，所述環(huán)形導(dǎo) 流狹縫565a圓周截面高度由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化。所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a的徑向截 面形狀一般呈梯形，半梯形，圓弧形，拋物線形等。所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a內(nèi)壁一般加工 成沿氣流方向呈流線狀的光滑表面，所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a的進(jìn)口和出口處一般通過呈流 線狀的大直徑弧狀曲面將環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a內(nèi)壁過渡到所述垂直導(dǎo)流隔板565的外側(cè)表面 和內(nèi)側(cè)表面，避免沿氣流方向在所述垂直導(dǎo)流隔板565 二側(cè)的環(huán)形氣體通道564和566上和 所述垂直導(dǎo)流隔板565上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a內(nèi)壁出現(xiàn)各種拐角，銳角，凹點(diǎn)，凸點(diǎn)，截 面積突變和粗糙表面所可能引發(fā)的紊流對氣流穩(wěn)定性的影響。
為了使進(jìn)入所述垂直導(dǎo)流隔板565外側(cè)環(huán)形氣體通道564的氣體在通過環(huán)形導(dǎo)流狹縫 565a前能沿環(huán)形氣體通道564的垂直方向有最長距離的流動來充分混合從不同通孔568進(jìn) 入環(huán)形氣體通道564的氣體，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道564外側(cè)的環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563上的 通孔568 —般與所述環(huán)形氣體通道564在垂直方向上的頂端或底端相接通，所述垂直導(dǎo)流隔 板565上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a則與所述環(huán)形氣體通道564在垂直方向上的另一端相接通。如圖6，圖8所示，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道564外側(cè)的環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板563上的通孔568 與所述環(huán)形氣體通道564在垂直方向上的底端相接通，所述垂直導(dǎo)流隔板565上的環(huán)形導(dǎo)流 狹縫565a則與所述環(huán)形氣體通道564在垂直方向上的頂端相接通。當(dāng)氣體由通孔568進(jìn)入 外側(cè)環(huán)形氣體通道564時，在向二邊擴(kuò)散流動的同時也向上擴(kuò)散流動，最后通過環(huán)形導(dǎo)流狹 縫565a進(jìn)入所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板565的內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道566。
如圖8所示，所述氣體導(dǎo)入單元的最內(nèi)側(cè)為環(huán)形氣體導(dǎo)入板567。所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板 567的出口直接與所述反應(yīng)腔522相鄰。經(jīng)過所述圓周導(dǎo)流隔板和垂直導(dǎo)流隔板后的氣體由 所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567的出口進(jìn)入到所述反應(yīng)腔522內(nèi)。由于多個氣體導(dǎo)入單元在垂直方 向逐個疊加排布在所述氣體導(dǎo)入裝置560內(nèi)，(如圖8所示)，不同氣體導(dǎo)入單元的環(huán)形氣體 導(dǎo)入板所對應(yīng)的出口會有不同的高度，但都位于所述反應(yīng)腔522上部，并介于反應(yīng)腔頂蓋501 和襯底載盤506之間。
所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567的出口可以是沿周邊均勻分布的導(dǎo)入板噴嘴569，(如圖6，圖 8所示)。所述導(dǎo)入板噴嘴569的外側(cè)進(jìn)口，內(nèi)側(cè)出口和圓周截面形狀可以是矩形、圓形、橢 圓形、方形，菱形，梯形，半梯形等。位于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567外側(cè)的導(dǎo)入板噴嘴569 進(jìn)口形狀和尺寸與位于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567內(nèi)側(cè)的導(dǎo)入板噴嘴569出口形狀和尺寸可以 相同也可以不相同。通常，所述導(dǎo)入板噴嘴進(jìn)口和導(dǎo)入板噴嘴出口有相同的形狀，但所述導(dǎo) 入板噴嘴進(jìn)口尺寸一般比導(dǎo)入板噴嘴出口尺寸小。所述導(dǎo)入板噴嘴圓周截面一般與導(dǎo)入板噴 嘴進(jìn)口和導(dǎo)入板噴嘴出口有相同的形狀。當(dāng)導(dǎo)入板噴嘴進(jìn)口和導(dǎo)入板噴嘴出口的形狀和尺寸 不同時，所述導(dǎo)入板噴嘴圓周截面的形狀和尺寸由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化，徑向截面形 狀可以是圓弧形、梯形，半梯形，拋物線形等。所述導(dǎo)入板噴嘴569內(nèi)壁一般加工成沿氣流 方向呈流線狀的光滑表面，所述導(dǎo)入板噴嘴569的進(jìn)口和出口處一般通過呈流線狀的大直徑 弧狀曲面將導(dǎo)入板噴嘴內(nèi)壁過渡到所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面，避免沿 氣流方向在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567外側(cè)的環(huán)形氣體通道566上和所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567 上的導(dǎo)入板噴嘴569附近出現(xiàn)各種拐角，銳角，凹點(diǎn)，凸點(diǎn)，截面積突變和粗糙表面所可能 引發(fā)的紊流對氣流穩(wěn)定性的影響。
所述導(dǎo)入板噴嘴569沿所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567垂直方向可以是單排排布也可以是多排 排布，優(yōu)選單排排布。所述導(dǎo)入板噴嘴569沿所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567圓周方向均勻排布。 如圖6和圖8所示，所述導(dǎo)入板噴嘴569沿所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567的垂直方向上呈水平單 排排布，沿所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567的圓周方向上呈均勻排布。所述導(dǎo)入板噴嘴569進(jìn)口和
13出口為圓形，進(jìn)口尺寸比出口尺寸小，徑向剖面呈半梯形。
為了使進(jìn)入所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567外側(cè)環(huán)形氣體通道566的氣體在通過導(dǎo)入板噴嘴 569前能沿環(huán)形氣體通道566的垂直方向有最長距離的流動來充分混合從環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a 進(jìn)入環(huán)形氣體通道566的氣體，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道566外側(cè)的環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板565上 的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a —般與環(huán)形氣體通道566在垂直方向上的頂端或底端相接通，所述環(huán) 形氣體導(dǎo)入板567上的導(dǎo)入板噴嘴569則與環(huán)形氣體通道566在垂直方向上的另一端相接 通。如圖8所示，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道566外側(cè)的垂直導(dǎo)流隔板565上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫 565a與所述環(huán)形氣體通道566在垂直方向上的頂端相接通，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567上的 導(dǎo)入板噴嘴569則與所述環(huán)形氣體通道566在垂直方向上的底端相接通。當(dāng)氣體由環(huán)形垂直 導(dǎo)流隔板565上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565a進(jìn)入外側(cè)環(huán)形氣體通道566時，在向二邊擴(kuò)散流動的 同時也向下擴(kuò)散流動，最后通過導(dǎo)入板噴嘴569進(jìn)入所述反應(yīng)腔522。
所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a的出口也可以是沿圓周水平方向貫通所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板 567a的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a，(如圖8，圖9所示》。
位于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a外側(cè)的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a進(jìn)口高度與位于所述環(huán)形氣 體導(dǎo)入板567a內(nèi)側(cè)的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a出口高度可以相同也可以不相同。通常，所述環(huán) 形導(dǎo)入板狹縫569a進(jìn)口高度一般比環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a出口高度小，其寬度比例為1:1~1:2 為優(yōu)選。與反應(yīng)腔相鄰的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a的出口高度一般不超過5mm。當(dāng)環(huán)形導(dǎo)入板 狹縫569a進(jìn)口高度和環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a出口高度不同時，環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a圓周截 面高度由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化。所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a的徑向截面形狀一般呈梯 形，半梯形，圓弧形，拋物線形等。所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a內(nèi)壁一般加工成沿氣流方向 呈流線狀的光滑表面，所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a的進(jìn)口和出口處一般通過呈流線狀的大直 徑弧狀曲面將環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a內(nèi)壁過渡到所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè) 表面，避免沿氣流方向在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a外側(cè)的環(huán)形氣體通道566a上和所述環(huán)形 氣體導(dǎo)入板567a上的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a內(nèi)壁出現(xiàn)各種拐角，銳角，凹點(diǎn)，凸點(diǎn)，截面積 突變和粗糙表面所可能引發(fā)的紊流對氣流穩(wěn)定性的影響。
為了使進(jìn)入所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a外側(cè)環(huán)形氣體通道566a的氣體在通過環(huán)形導(dǎo)入板 狹縫569a前能沿環(huán)形氣體通道566a的垂直方向有最長距離的流動來充分混合從環(huán)形導(dǎo)流狹 縫565c進(jìn)入環(huán)形氣體通道566a的氣體，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道566a外側(cè)的環(huán)形垂直導(dǎo)流 隔板565b上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565c —般與環(huán)形氣體通道566a在垂直方向上的頂端或底端相接通，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a上的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a則與環(huán)形氣體通道566a在垂直 方向上的另一端相接通。如圖9所示，位于外側(cè)環(huán)形氣體通道566a外側(cè)的環(huán)形垂直導(dǎo)流隔 板565b上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565c與所述環(huán)形氣體通道566a在垂直方向上的頂端相接通，所 述環(huán)形氣體導(dǎo)入板567a上的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a則與所述環(huán)形氣體通道566a在垂直方向 上的底端相接通。當(dāng)氣體由環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板565b上的環(huán)形導(dǎo)流狹縫565c進(jìn)入外側(cè)環(huán)形氣 體通道566a時，在向二邊擴(kuò)散流動的同時也向下擴(kuò)散流動，最后通過環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a 進(jìn)入所述反應(yīng)腔522。
所述導(dǎo)入板噴嘴569和環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a的中心位置高過襯底載盤506表面，所述 導(dǎo)入板噴嘴569和環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a在徑向方向上自外向內(nèi)的中心線平行于水平放置的 襯底載盤506表面或與所述襯底載盤506表面成小于90°的夾角，使得進(jìn)入所述反應(yīng)腔522 的氣體可以與所述襯底載盤506表面平行或與所述襯底載盤506表面成小于90°的夾角。 如圖8所示，下面一個環(huán)形導(dǎo)入板狹縫569a的中心線與所述襯底載盤表面平行，而上面一 個導(dǎo)入板噴嘴569的中心線與所述襯底載盤表面成小于90°的夾角。在高溫下，由上面一個 導(dǎo)入板噴嘴569引入的氣體可以抑制加熱襯底載盤上方的熱對流，達(dá)到改善化學(xué)氣相淀積的 均勻性，提高化學(xué)氣相淀積的質(zhì)量和化學(xué)氣相反應(yīng)的效率，以及穩(wěn)定和維持層流的目的。
為穩(wěn)定進(jìn)入反應(yīng)腔的氣流和減少氣體在噴嘴附近的氣相反應(yīng)，在上下相鄰的氣體導(dǎo)入單 元的出口之間可以放置一個環(huán)狀流線扁平狀水平導(dǎo)流板。
根據(jù)本發(fā)明所實(shí)施方案的一種適用于化學(xué)氣相淀積的氣體導(dǎo)入方式和裝置。該氣體導(dǎo)入 裝置通常由單個或多個氣體導(dǎo)入單元組成，每個氣體導(dǎo)入單元由各自的氣體供應(yīng)單元單獨(dú)進(jìn) 行氣體組成和組分的控制。每個氣體導(dǎo)入單元通過沿圓周方向和垂直方向的分流、阻流和相 互擴(kuò)散，使由氣體導(dǎo)入裝置外圓周上經(jīng)單個或多個氣體接口引入到氣體導(dǎo)入單元的氣體能被 充分的均勻和穩(wěn)定，最終通過環(huán)形氣體導(dǎo)入板上的導(dǎo)入板噴嘴或環(huán)形導(dǎo)入板狹縫沿圓周不同 徑向方向由外向內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)腔。上述氣體引入方式和裝置可以簡化反應(yīng)腔設(shè)計，特別是可以 簡化襯底載盤和反應(yīng)腔頂蓋設(shè)計，降低制造和使用，適用于大直徑化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng) 腔。
1權(quán)利要求1. 一種用于化學(xué)氣相淀積的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置水平放置在化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔的上部外周邊、并在垂直方向上介于反應(yīng)腔頂蓋和襯底載盤之間；由所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置導(dǎo)入的一股或多股氣流，沿平行于所述襯底載盤表面或與所述襯底載盤表面成一定夾角的徑向方向，由外向內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)腔內(nèi)；其特征在于所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置包含一個或多個環(huán)形氣體導(dǎo)入單元；所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元沿垂直方向按一定間距逐個疊加排列放置在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置中。
2. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元包含一個 環(huán)形外套和一個環(huán)形氣體導(dǎo)入板，并且至少包含一個環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板和/或至少包含 一個環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板；所述環(huán)形外套和所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板分別放置在所述氣體導(dǎo)入單元沿徑向方向的最外側(cè)和最內(nèi)側(cè)；所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板放置在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單 元的外側(cè)，所述環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板放置在所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元的內(nèi)側(cè)，所述環(huán)形圓周 導(dǎo)流隔板和所述環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板交替放置；所述環(huán)形外套、所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板、 所述環(huán)形垂直導(dǎo)流隔板和所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板之間均放置有一個環(huán)形氣體通道；上述環(huán) 狀結(jié)構(gòu)與所述圓柱形反應(yīng)腔具有相同的圓心位置。
3. 如權(quán)利要求2所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形外套設(shè)有沿其外周邊放 置的氣體接口；所述氣體接口通過各自的導(dǎo)管與一個獨(dú)立的氣體控制單元相連，并將所 述氣體控制單元提供的氣體導(dǎo)入到所述環(huán)形外套內(nèi)側(cè)的環(huán)形氣體通道；所述氣體接口與 所述環(huán)形外套內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道在垂直方向上的頂端或底端相接通；所述氣體接口沿圓 周呈對稱均布排列；不同氣體導(dǎo)入單元所對應(yīng)的氣體接口排布在不同高度上。
4. 如權(quán)利要求2所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形氣體通道是環(huán)狀通孔， 所述環(huán)形氣體通道的徑向截面形狀呈矩形、圓形、橢圓形、方形、菱形、或梯形，其內(nèi) 壁為呈流線狀的光滑表面；靠近所述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元外側(cè)的環(huán)形氣體通道相對靠近所 述環(huán)形氣體導(dǎo)入單元內(nèi)側(cè)的環(huán)形氣體通道有較大的徑向尺寸。
5. 如權(quán)利要求2所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板沿圓周方 向排布有若干通孔，所述通孔的外側(cè)進(jìn)口、內(nèi)側(cè)出口和圓周截面形狀是矩形、圓形、橢 圓形、方形、菱形或梯形；當(dāng)所述通孔進(jìn)口和通孔出口有相同的形狀，所述通孔進(jìn)口尺 寸比通孔出口尺寸小；當(dāng)通孔進(jìn)口和通孔出口的形狀和尺寸不同時，通孔內(nèi)圓周截面的 形狀和尺寸由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化；所述通孔的徑向截面形狀是圓弧形、梯形、 半梯形或拋物線形；所述通孔內(nèi)壁為沿氣流方向呈流線狀的光滑表面，其進(jìn)口和出口處通過呈流線狀的大直徑弧狀曲面將通孔內(nèi)壁過渡到所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板的外側(cè)表面 和內(nèi)側(cè)表面。
6. 如權(quán)利要求5所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述通孔沿垂直方向單排排布或 多排排布；所述通孔位于所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板在垂直方向上的一端，其進(jìn)口和出口分 別與相鄰的外側(cè)和內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道在垂直方向上的頂端或底端相接通，其位置位于外 側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口的另一端；所述通孔沿所述環(huán)形圓周導(dǎo)流隔板圓周排布；所述通孔沿圓周方向均勻排布時，靠近所述外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口附近的通孔 圓周截面積比遠(yuǎn)離所述外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口附近的通孔圓周截面積小，其間 的其它通孔圓周截面積由小逐漸變大；所述通孔沿圓周方向不均勻排布時，所述通孔圓 周截面積一般保持一致，靠近所述外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口附近的通孔密度比遠(yuǎn) 離所述外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口附近的通孔密度小，其間的通孔密度由小逐漸變 大；沿徑向方向面對所述外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口的位置上不放置所述通孔。
7. 如權(quán)利要求2所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形垂直氣體隔板在其垂直 方向上的頂端或底端沿圓周方向水平開有貫通所述環(huán)形垂直氣體隔板的環(huán)形導(dǎo)流狹縫； 當(dāng)環(huán)形導(dǎo)流狹縫進(jìn)口高度和出口高度不同時，所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫圓周截面高度由進(jìn)口到 出口沿徑向連續(xù)變化；所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫的徑向截面形狀呈梯形、半梯形、圓弧形或拋 物線形；所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫內(nèi)壁為沿氣流方向呈流線狀的光滑表面，所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫 的進(jìn)口和出口處通過呈流線狀的大直徑弧狀曲面將所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫內(nèi)壁過渡到所述 垂直氣體隔板的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面；靠近內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道的所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫的出口高度不超過15mm;所述環(huán)形導(dǎo)流狹縫進(jìn)口和出口分別與相鄰的外側(cè)和內(nèi)側(cè)環(huán)形氣體通道在垂直方向的頂端或底端相連通，其位置位于所述外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口 在垂直方向的另一端。
8. 如權(quán)利要求2所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板沿圓周方向 均勻排布有若干導(dǎo)入板噴嘴；所述導(dǎo)入板噴嘴的外側(cè)進(jìn)口，內(nèi)側(cè)出口和圓周截面形狀是 矩形、圓形、橢圓形、方形、菱形或梯形；當(dāng)所述導(dǎo)入板噴嘴進(jìn)口和出口有相同的形狀 時，所述導(dǎo)入板噴嘴進(jìn)口尺寸比出口尺寸小；所述導(dǎo)入板噴嘴圓周截面與導(dǎo)入板噴嘴進(jìn) 口和出口有相同的形狀；當(dāng)導(dǎo)入板噴嘴進(jìn)口和出口的形狀和尺寸不同時，所述導(dǎo)入板噴 嘴圓周截面的形狀和尺寸由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化；所述導(dǎo)入板噴嘴徑向截面形狀 是圓弧形、梯形、半梯形或拋物線形；所述導(dǎo)入板噴嘴內(nèi)壁為沿氣流方向呈流線狀的光滑表面，所述導(dǎo)入板噴嘴的進(jìn)口和出口處通過呈流線狀的大直徑弧狀曲面將導(dǎo)入板噴嘴 內(nèi)壁過渡到所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板的外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面；所述導(dǎo)入板噴嘴在所述環(huán)形氣 體導(dǎo)入板上沿圓周方向水平均勻排布，沿垂直方向單排排布或多排排布；所述導(dǎo)入板噴 嘴進(jìn)口與相鄰的外側(cè)環(huán)形氣體通道在垂直方向上的頂端或底端相接通，其位置位于所述 外側(cè)環(huán)形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口在垂直方向上的另 一端。
9. 如權(quán)利要求2所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板沿圓周水平 方向有一個或若干個貫通所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板的環(huán)形導(dǎo)入板狹縫；所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫與相鄰的外側(cè)環(huán)形氣體通道在垂直方向上的頂端或底端相接通，其位置位于所述外側(cè)環(huán) 形氣體通道外側(cè)氣體進(jìn)口在垂直方向上的另一端；當(dāng)所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫進(jìn)口高度和出 口高度不同時，所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫圓周截面高度由進(jìn)口到出口沿徑向連續(xù)變化；所述 環(huán)形導(dǎo)入板狹縫的徑向截面形狀呈梯形、半梯形、圓弧形或拋物線形；所述環(huán)形導(dǎo)入板 狹縫內(nèi)壁為沿氣流方向呈流線狀的光滑表面，所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫的進(jìn)口和出口處通過 呈流線狀的大直徑弧狀曲面將所述環(huán)形導(dǎo)入板狹縫內(nèi)壁過渡到所述環(huán)形氣體導(dǎo)入板的 外側(cè)表面和內(nèi)側(cè)表面。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的環(huán)形氣體導(dǎo)入裝置，其特征在于，所述導(dǎo)入板噴嘴或所述的環(huán) 形導(dǎo)入板狹縫的中心位置高過水平放置的襯底載盤表面，所述導(dǎo)入板噴嘴或所述環(huán)形導(dǎo) 入板狹縫在徑向方向上自外向內(nèi)的中心線平行于所述襯底載盤表面或與所述襯底載盤 表面成小于90°的夾角，使得進(jìn)入所述反應(yīng)腔的氣體與所述襯底載盤表面平行或與所述襯底載盤表面成小于90。的夾角。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種用于化學(xué)氣相淀積的氣體導(dǎo)入裝置。所述氣體導(dǎo)入裝置呈環(huán)狀，通常放置在化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔的上部外周邊。該氣體導(dǎo)入裝置由一個或多個氣體導(dǎo)入單元組成，可以實(shí)現(xiàn)多股氣流由化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔的外圍，沿平行于化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器圓柱形反應(yīng)腔內(nèi)水平放置的襯底載盤表面或與所述襯底載盤表面成一定夾角的徑向方向，由外向內(nèi)導(dǎo)入反應(yīng)腔內(nèi)；所述氣體導(dǎo)入裝置具結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，制造和使用成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于大直徑化學(xué)氣相淀積反應(yīng)器反應(yīng)腔。
文檔編號C23C16/455GK201313934SQ20082013416
公開日2009年9月23日 申請日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者剛 李 申請人:剛 李