噴淋頭及反應(yīng)腔室的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種噴淋頭及反應(yīng)腔室。所述噴淋頭包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板、氣體分配板及冷卻板，所述氣體分配板包括貫穿所述氣體分配板的多個(gè)第一通孔，所述氣體分配板的下表面具有多個(gè)凹陷，所述凹陷設(shè)置在所述相鄰第一通孔之間的區(qū)域，所述冷卻板間隔設(shè)置有貫穿所述冷卻板的第二通孔和第三通孔，所述第三通孔與第一通孔相連通，所述第二通孔與所述凹陷相連通。本發(fā)明通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置凹陷及通孔，使得氣體通道直接通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置通孔形成，不需要進(jìn)行焊接，使得整個(gè)噴淋頭的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，使得制作難度有著明顯的降低。
【專利說(shuō)明】噴淋頭及反應(yīng)腔室
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種噴淋頭及反應(yīng)腔室。
【背景技術(shù)】
[0002]自GaN(氮化鎵)基第三代半導(dǎo)體材料的興起，藍(lán)光LED (發(fā)光二極管)研制成功，LED的發(fā)光強(qiáng)度和白光發(fā)光效率不斷提高。LED被認(rèn)為是下一代進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的新型固態(tài)光源，因此得到廣泛關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的白光LED的制造工藝通常在一個(gè)具有溫度控制的環(huán)境下的反應(yīng)腔內(nèi)進(jìn)行。通常，將III族源氣體和V族源氣體分別通入化學(xué)氣相沉積反應(yīng)腔內(nèi)，III族源氣體和V族源氣體在反應(yīng)腔內(nèi)反應(yīng)以在襯底上形成II1-V族材料薄膜?，F(xiàn)有技術(shù)的噴淋頭請(qǐng)參考圖1，包括多層氣體腔室1，例如包括三個(gè)，從上往下分別是第一氣體腔，第二氣體腔及第三氣體腔，或者其他數(shù)量，反應(yīng)腔室之間由多孔板2隔離，每個(gè)反應(yīng)腔室設(shè)置有氣體管道3，所述氣體管道3與多孔板2采用焊接工藝連接在一起。例如美國(guó)專利US5871586提供的一種噴淋頭，其即為通過(guò)釬焊的方式將多根細(xì)管和多孔板焊接而成。
[0004]但是，這種噴淋頭的細(xì)管至少需要與一個(gè)多孔板進(jìn)行焊接，而且，通常細(xì)管的數(shù)量非常多，這樣的結(jié)構(gòu)在制造時(shí)對(duì)焊接工藝要求很高，很容易造成焊接不牢固，發(fā)生漏氣或漏液，因此，現(xiàn)有技術(shù)中的噴淋頭的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利于制作。
[0005]因此，目前的噴淋頭并不合理，需要對(duì)其進(jìn)行改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種噴淋頭及反應(yīng)腔室，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的噴淋頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種噴淋頭，用于向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，其中，所述噴淋頭包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板、氣體分配板及冷卻板；所述氣體分配板包括貫穿所述氣體分配板的多個(gè)第一通孔，所述氣體分配板的下表面具有多個(gè)凹陷，所述凹陷設(shè)置在相鄰所述第一通孔之間的區(qū)域；所述冷卻板間隔設(shè)置有貫穿所述冷卻板的第二通孔和第三通孔，所述第三通孔與第一通孔相連通，所述第二通孔與所述凹陷相連通；所述氣體分配板的下表面與所述冷卻板上表面貼合使得所述凹陷與冷卻板圍成第二氣體擴(kuò)散腔，所述第二通孔連通所述第二氣體擴(kuò)散腔與冷卻板下方的反應(yīng)區(qū)域；所述頂板與所述氣體分配板之間限定第一氣體擴(kuò)散腔，所述第一通孔和第三通孔共同連通所述第一氣體擴(kuò)散腔和冷卻板下方的反應(yīng)區(qū)域。
[0008]相應(yīng)的，本發(fā)明提供一種反應(yīng)腔室，包括:腔體、用于裝載襯底的托盤和噴淋頭，所述托盤設(shè)置于所述腔體的底部，所述噴淋頭設(shè)置在所述腔體的頂部并與所述托盤相對(duì)設(shè)置，所述托盤與所述噴淋頭之間限定氣體反應(yīng)區(qū)域，所述噴淋頭用于向所述反應(yīng)區(qū)域輸出反應(yīng)氣體，所述噴淋頭為如上所述的噴淋頭。
[0009]本發(fā)明提供的噴淋頭及反應(yīng)腔室，所述噴淋頭包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板、氣體分配板及冷卻板，所述氣體分配板包括貫穿所述氣體分配板的多個(gè)第一通孔，所述氣體分配板的下表面具有多個(gè)凹陷，所述凹陷設(shè)置在相鄰所述第一通孔之間的區(qū)域，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置凹陷及通孔，避免了現(xiàn)有技術(shù)中氣體通道需要與多孔板焊接的情形，而是使得氣體通道直接通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置通孔形成，并通過(guò)氣體分配板和冷卻板的貼合形成氣體擴(kuò)散腔，不需要進(jìn)行焊接，使得整個(gè)噴淋頭的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，使得制作難度有著明顯的降低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的噴淋頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的噴淋頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的噴淋頭的部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的噴淋頭的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的噴淋頭及反應(yīng)腔室進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0015]為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開(kāi)發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)僅僅是常規(guī)工作。
·[0016]在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0017]本發(fā)明的核心思想在于，提供一種噴淋頭及反應(yīng)腔室，在噴淋頭中盡可能的減少焊接工藝的使用，使得所述噴淋頭采用包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板、氣體分配板及冷卻板，所述氣體分配板包括貫穿所述氣體分配板的多個(gè)第一通孔，所述氣體分配板的下表面具有多個(gè)凹陷，所述凹陷設(shè)置在所述相鄰?fù)字g的區(qū)域。那么，氣體通道直接通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置通孔形成，并通過(guò)氣體分配板和冷卻板的貼合形成氣體擴(kuò)散腔，不需要進(jìn)行焊接，使得整個(gè)噴淋頭的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，使得制作難度有著明顯的降低。
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的噴淋頭及反應(yīng)腔室作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0019]請(qǐng)參考圖2，本發(fā)明提供一種噴淋頭，用于向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，所述噴淋頭包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板10、氣體分配板11及冷卻板12 ;所述氣體分配板12包括貫穿所述氣體分配板12上表面和下表面的多個(gè)第一通孔112，所述氣體分配板11的下表面具有多個(gè)凹陷111，所述凹陷111設(shè)置在相鄰所述第一通孔112之間的區(qū)域；所述冷卻板12間隔設(shè)置有貫穿所述冷卻板12上表面和下表面的第二通孔121和第三通孔122，所述第三通孔122與第一通孔112相連通，所述第二通孔121與所述凹陷111相連通；所述氣體分配板11的下表面與所述冷卻板12上表面貼合使得所述凹陷111與冷卻板12圍成第二氣體擴(kuò)散腔，所述第二通孔121連通所述第二氣體擴(kuò)散腔與冷卻板12下方的反應(yīng)區(qū)域；所述頂板10與所述氣體分配板111之間限定第一氣體擴(kuò)散腔，所述第一通孔112和第三通孔122共同連通所述第一氣體擴(kuò)散腔和冷卻板12下方的反應(yīng)區(qū)域。
[0020]具體的，所述氣體分配板11的材料可以為不銹鋼，所述氣體分配板11的多個(gè)凹陷111可以通過(guò)切削工藝形成，例如銑削，或者是火花放電加工；所述第一通孔112可以通過(guò)鉆孔工藝形成。在本實(shí)施例中，所述凹陷111和第一通孔112是間隔設(shè)置的，以使得二者的數(shù)量得到保證，同時(shí)能夠分布均勻，有利于氣體的均勻分布。
[0021]進(jìn)一步的，所述凹陷111例如可以是呈“人”字型，所述氣體分配板11分為多個(gè)均勻的部分，例如可以是四象限，八象限等；所述“人”字型凹陷111均勻的分布在所述氣體分配板11的各個(gè)部分中，具體的，以圓形的氣體分配板11為例，在每部分中，所述凹陷111均勻分布，且每個(gè)“人”字型的頂端共線且位于一條半徑上。所述凹陷111還可以是其他形狀，例如是長(zhǎng)條形，或者環(huán)形，或者是折線形等。優(yōu)選的，所述第二氣體擴(kuò)散腔中通入第二氣體，所述第二氣體為V族氣體，例如是氨氣。
[0022]所述頂板10朝向氣體分配板11的一面具有凹陷101，或者所述氣體分配板11朝向頂板10的一面具有凹陷，從而所述頂板10和氣體分配板11貼合后形成第一氣體擴(kuò)散腔。在本實(shí)施例中，采用凹陷101設(shè)置在頂板中。優(yōu)選的，所述第一氣體擴(kuò)散腔中通入第一氣體，所述第一氣體為III族氣體，例如是MO氣體。
[0023]較優(yōu)的，本發(fā)明中，所述氣體分配板11與冷卻板12之間為可拆卸連接。請(qǐng)參考圖3，所述氣體分配板11朝向冷卻板的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)卡槽113，所述冷卻板12朝向氣體分配板的一側(cè)設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的突起123，所述卡槽113和突起123配合密封以使得所述氣體分配板11和冷卻板12貼靠在一起。如圖3所示，所述卡槽113可以在每個(gè)第一通道112和凹槽111之間設(shè)置，突起123設(shè)置于相應(yīng)的位置上，從而能夠提高密封性。在本實(shí)施例中，所述突起123為彈性材料構(gòu)成。所述彈性材料包括鋁、銅、硅膠橡膠及特氟龍。
[0024]進(jìn)一步的，請(qǐng)參考圖4，所述氣體分配板11邊緣一周還設(shè)置有鎖孔114，所述冷卻板12朝向氣體分配板11的一側(cè)邊緣設(shè)置有扣鎖124，所述扣鎖124卡入所述鎖孔114中以使得所述氣體分配板11和冷卻板12貼靠在一起。
[0025]本實(shí)施例中采用的氣體分配板11與冷卻板12是可拆卸的結(jié)合在一起，且第一通孔112經(jīng)過(guò)鉆孔工藝形成，不僅使得制作工藝得到簡(jiǎn)化，降低了制作難度，還能夠便于對(duì)噴淋頭進(jìn)行清洗和更換。
[0026]上述實(shí)施例以較佳的形式展現(xiàn)了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，可以預(yù)料的是，對(duì)于氣體分配板和冷卻板之間的可拆卸連接還可以是其他形式，例如在二者邊緣采用固定件(例如螺栓等)將二者固定，也是一個(gè)可行的方案，本發(fā)明對(duì)此不進(jìn)行一一列舉，只要采用凹陷與板結(jié)合形成氣體擴(kuò)散腔及在每個(gè)凹陷的邊緣(即側(cè)壁)中形成通孔作為氣體通道，即包含在本發(fā)明的意圖中。
[0027]在另一實(shí)施例中，所述氣體分配板11與冷卻板12可以是焊接在一起，而由于氣體通道主要是形成在氣體分配板中的通孔，因此單純對(duì)氣體分配板11與冷卻板12的焊接不會(huì)使得制作過(guò)程過(guò)于復(fù)雜。
[0028]請(qǐng)繼續(xù)參考圖2，所述冷卻板12可以是中空的結(jié)構(gòu)，從而可以在其內(nèi)通入例如冷卻水、冷卻油等對(duì)第一氣體擴(kuò)散腔和第二氣體擴(kuò)散腔進(jìn)行冷卻，所述第二通孔121和第三通孔122的位于冷卻板12的中空部分可以是接入的管道，該管道的上端和下端與冷卻板12固定在一起，例如可以是焊接在一起。由于第一通孔112和第三通孔122是通過(guò)氣體分配板11和冷卻板12的貼合而結(jié)合在一起，因此，為了進(jìn)一步提高密封性，可以在第一通孔112和第三通孔122之間增加金屬密封圈，環(huán)繞二者結(jié)合處一周。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一通孔112內(nèi)插入有第一氣體管，所述第一氣體管的外壁與所述第一通孔112的孔壁貼合，所述第一氣體管的下端還可以伸入第三通孔122中并與所述第三通孔122位于冷卻板12的中空部分的管道相接處，也可以使得第一氣體管進(jìn)一步延長(zhǎng)，貫穿所述第三通孔122。采用這種結(jié)構(gòu)，使得反應(yīng)氣體通過(guò)專門的氣體管(即第一氣體管)而不是第一通孔112流過(guò)，可以保護(hù)第一通孔112、氣體分配板11及第三通孔122的結(jié)構(gòu)，提高氣體分配板11的壽命。
[0029]基于上述噴淋頭，本發(fā)明提供一種反應(yīng)腔室，包括:腔體、用于裝載襯底的托盤和噴淋頭，所述托盤設(shè)置于所述腔體的底部，所述噴淋頭設(shè)置在所述腔體的頂部并與所述托盤相對(duì)設(shè)置，所述托盤與所述噴淋頭之間限定氣體反應(yīng)區(qū)域，所述噴淋頭用于向所述反應(yīng)區(qū)域輸出反應(yīng)氣體；所述噴淋頭為如上所述的噴淋頭。為了保證反應(yīng)的均勻性，所述托盤在在反應(yīng)過(guò)程中以50-200轉(zhuǎn)/分鐘的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選的，所述托盤的轉(zhuǎn)速為100-200轉(zhuǎn)/分鐘。
[0030]綜上所述，在本發(fā)明提供的噴淋頭和包括所述噴淋頭的反應(yīng)腔室中，所述噴淋頭包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板、氣體分配板及冷卻板，所述氣體分配板包括貫穿所述氣體分配板的多個(gè)第一通孔，所述氣體分配板的下表面具有多個(gè)凹陷，所述凹陷設(shè)置在所述相鄰?fù)字g的區(qū)域，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置凹陷及通孔，避免了現(xiàn)有技術(shù)中氣體通道需要與多孔板焊接的情形，而是使得氣體通道直接通過(guò)在氣體分配板中設(shè)置通孔形成，并通過(guò)氣體分配板和冷卻板的貼合形成氣體擴(kuò)散腔，不需要進(jìn)行焊接，使得整個(gè)噴淋頭的結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，使得制作難度有著明顯的降低。
·[0031]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種噴淋頭，用于向反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)氣體，其特征在于，所述噴淋頭包括自上而下堆疊設(shè)置的頂板、氣體分配板及冷卻板；所述氣體分配板包括貫穿所述氣體分配板的多個(gè)第一通孔，所述氣體分配板的下表面具有多個(gè)凹陷，所述凹陷設(shè)置在相鄰所述第一通孔之間的區(qū)域；所述冷卻板間隔設(shè)置有貫穿所述冷卻板的第二通孔和第三通孔，所述第三通孔與第一通孔相連通，所述第二通孔與所述凹陷相連通；所述氣體分配板的下表面與所述冷卻板上表面貼合使得所述凹陷與冷卻板圍成第二氣體擴(kuò)散腔，所述第二通孔連通所述第二氣體擴(kuò)散腔與冷卻板下方的反應(yīng)區(qū)域；所述頂板與所述氣體分配板之間限定第一氣體擴(kuò)散腔，所述第一通孔和第三通孔共同連通所述第一氣體擴(kuò)散腔和冷卻板下方的反應(yīng)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述氣體分配板與冷卻板之間為可拆卸連接。
3.如權(quán)利要求2所述的噴淋頭，其特征在于，所述氣體分配板朝向冷卻板的一側(cè)設(shè)置有多個(gè)卡槽，所述冷卻板朝向氣體分配板的一側(cè)設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的突起，所述卡槽和突起配合密封以使得所述氣體分配板和冷卻板貼靠在一起。
4.如權(quán)利要求3所述的噴淋頭，其特征在于，所述突起為彈性材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的噴淋頭，其特征在于，所述彈性材料包括鋁、銅、硅膠橡膠及特獻(xiàn)。
6.如權(quán)利要求3所述的噴淋頭，其特征在于，所述氣體分配板邊緣一周還設(shè)置有鎖孔，所述冷卻板朝向氣體分配板的一側(cè)邊緣設(shè)置有扣鎖，所述扣鎖卡入所述鎖孔中以使得所述氣體分配板和冷卻板貼靠在一起。
7.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述氣體分配板與冷卻板焊接在一起。
8.如權(quán)利 要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述氣體分配板的多個(gè)凹陷通過(guò)切削工藝形成，所述第一通孔通過(guò)鉆孔工藝形成。
9.如權(quán)利要求8所述的噴淋頭，其特征在于，所述切削工藝為銑削，或者是火花放電加工。
10.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述頂板朝向氣體分配板的一面具有凹陷，或者所述氣體分配板朝向頂板的一面具有凹陷，從而所述頂板和氣體分配板貼合后形成第一氣體擴(kuò)散腔。
11.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述第一氣體擴(kuò)散腔通入第一氣體，所述第二氣體擴(kuò)散腔通入第二氣體，所述第一氣體為III族氣體，所述第二氣體為V族氣體。
12.如權(quán)利要求1所述的噴淋頭，其特征在于，所述第一通孔內(nèi)插入有第一氣體管，所述第一氣體管的外壁與所述第一通孔的孔壁貼合。
13.一種反應(yīng)腔室，包括:腔體、用于裝載襯底的托盤和噴淋頭，所述托盤設(shè)置于所述腔體的底部，所述噴淋頭設(shè)置在所述腔體的頂部并與所述托盤相對(duì)設(shè)置，所述托盤與所述噴淋頭之間限定氣體反應(yīng)區(qū)域，所述噴淋頭用于向所述反應(yīng)區(qū)域輸出反應(yīng)氣體；其特征在于，所述噴淋頭為如權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的噴淋頭。
【文檔編號(hào)】C23C16/34GK103540910SQ201310517831
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】譚華強(qiáng) 申請(qǐng)人:光壘光電科技（上海）有限公司