反应腔.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103320769A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103320769103320769A(43)申请公布日2013.09.25(21)申请号201310250511.4(22)申请日2013.06.21(71)申请人光垒光电科技（上海）有限公司地址200050上海市长宁区延安西路889号1106B室(72)发明人林翔丁大鹏(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人郑玮(51)Int.Cl.C23C16/455(2006.01)C23C16/452(2006.01)C23C16/34(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称反应腔(57)摘要本发明公开了一种反应腔。所述反应腔包括位于所述反应腔顶部的喷淋头和位于所述反应腔底部且正对所述喷淋头的基座；在所述喷淋头上加载电势成为正极，在所述喷淋头下方设置一负极，从而形成了一电场，这有助于减少甚至杜绝反应正离子向着喷淋头的下表面扩散，从而有效的减少了附着在喷淋头的下表面上的微粒的数量，乃至不会形成微粒附着，从而降低了对生长膜层的影响，提高了成膜质量。CN103320769ACN1032769ACN103320769A权利要求书1/1页1.一种反应腔，用于III-V族材料外延沉积的MOCVD工艺，所述反应腔包括位于所述反应腔顶部的喷淋头和位于所述反应腔底部且正对所述喷淋头的基座；其特征在于，所述喷淋头上加载电势后作为正极，所述反应腔中低于所述喷淋头的位置还设置有一负极。2.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，所述负极为设置于所述喷淋头和基座之间的电极环。3.如权利要求2所述的反应腔，其特征在于，所述电极环的内径所围绕的区域的面积大于所述喷淋头的下表面的面积，使得由喷淋头提供的反应气体从电极环所围绕的区域中通过。4.如权利要求2所述的反应腔，其特征在于，所述电极环到喷淋头的距离小于所述喷淋头到基座的距离的1/2。5.如权利要求4所述的反应腔，其特征在于，所述电极环到喷淋头的距离小于所述喷淋头到基座的距离的1/3。6.如权利要求4所述的反应腔，其特征在于，所述电极环到喷淋头的距离为所述喷淋头到基座的距离的1/3。7.如权利要求2所述的反应腔，其特征在于，所述喷淋头的下表面和电极环之间形成电场，所述电场的电势差为0.5V～5V。8.如权利要求7所述的反应腔，其特征在于，所述喷淋头和电极环之间施加稳定电势差。9.如权利要求1所述的反应腔，其特征在于，所述基座加载电势后作为所述负极。10.如权利要求9所述的喷淋头，其特征在于，所述喷淋头的下表面和基座之间形成电场，所述电场的电势差为0.5V～5V。11.如权利要求10所述的反应腔，其特征在于，所述喷淋头和基座之间施加稳定电势差。2CN103320769A说明书1/3页反应腔技术领域[0001]本发明涉及半导体设备，特别是一种用于MOCVD工艺的反应腔。背景技术[0002]化学气相沉积例如有机金属化学气相沉积（MOCVD）工艺的基本生长过程是，将反应气体从气源引入反应腔室，利用以加热器加热的衬底引发化学反应，从而在基片上生成单晶或多晶薄膜。在MOCVD过程中，薄膜生长所需要的反应物依靠气体运输（例如流动和扩散）到达生长表面，在运输过程的同时还发生着化学反应，最终生长粒子通过吸附和表面反应，结合进薄膜晶格。而MOCVD腔室是用来完成MOCVD工艺主要设备。[0003]现有GaN薄膜的外延沉积通常在MOCVD设备中，通过MOCVD工艺完成。在现有的GaN外延沉积工艺中，通常是由MOCVD设备的喷淋头（showerhead）来提供相应的反应气体。喷淋头具有III族源气体扩散腔和V族源气体扩散腔，用于分别向MOCVD设备的反应腔中提供镓源气体（如：TMG）和氮源气体（如：氨气）。所述镓源气体和氮源气体进入反应腔后，在所述喷淋头下方的加热衬底表面发生反应，并在衬底上形成GaN薄膜。在衬底上形成GaN薄膜的同时，镓源气体和氮源气体也会在所述喷淋头的下表面（即出气表面）反应，从而在喷淋头的下表面附着疏松的GaN材料。附着在所述喷淋头的下表面的GaN对于在腔内的衬底上生长的GaN是一种潜在威胁：喷淋头的下表面的GaN会掉落至衬底上，就会造成衬底上的GaN膜产生缺陷。[0004]因此，需要对现有的技术进行改进，以避免在衬底上形成缺陷。发明内容[0005]本发明的目的在于提供一种反应腔，以缓解或解决现有技术中容易在衬底上形成缺陷的问题。[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种反应腔，适用于III-V族材料外延沉积的MOCVD工艺，所述反应腔包括位于所述反应腔顶部的喷淋头和位于所述反应腔底部且正对所述