專利名稱：一種用于mocvd的基片加熱爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)加工用電熱爐，尤其涉及一種用于金屬有機物化學氣相沉積 制備半導體芯片或其它集成電路的基片加熱爐。
背景技術：
MOCVD是金屬有機化合物化學氣相淀積(Metal-organic Chemieal VaporDePosition)的英文縮寫。MOCVD是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發(fā)展起來的一種 新型氣相外延生長技術。它以III族、II族元素的有機化合物和V、VI族元素的氫化物等作 為晶體生長源材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種III-V族、II-VI 族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系統(tǒng)中的晶體生長都 是在常壓或低壓(lO-lOOTorr)下通H2的冷壁石英(不銹鋼)反應室中進行，襯底溫度為 500-1200°C，用射頻感應加熱石墨基座(襯底基片在石墨基座上方)，H2通過溫度可控的液 體源鼓泡攜帶金屬有機物到生長區(qū)。該MOCVD系統(tǒng)必不可少的組成部分包括源供給系統(tǒng)、氣體運輸系統(tǒng)、反應室和加 熱系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)和安全保護及報警系統(tǒng)。其中加熱系統(tǒng)部分，傳統(tǒng)加熱爐加熱升溫較 慢、加熱溫度的均勻性較難保證，在高溫條件下運行往往有問題而不易長時間運行。這主要 是由于加熱爐的電阻加熱材料選擇及布局不合理、爐子的整體設計結構及分區(qū)控制等多方 面存在問題造成的。因此，為適應MOCVD外延生長單晶薄膜的要求，改進加熱系統(tǒng)勢在必 行。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種用于MOCVD的基片加熱 爐，為MOCVD工藝提供一種加熱均勻、升溫速度快、熱容量小、降溫快的加熱系統(tǒng)理想環(huán)境。本發(fā)明的目的，將通過以下技術方案得以實現(xiàn)一種用于MOCVD的基片加熱爐，包括爐體、加熱電阻絲和電極，其特征在于所述 爐體為圓柱狀結構，架設于耐高溫的絕緣隔板之上，爐體內(nèi)穿設有一組以上加熱電阻絲，且 所述爐體的環(huán)狀外壁設有熱屏蔽層，絕緣隔板下側(cè)設有用于外接電源的電極。進一步地，上述一種用于MOCVD的基片加熱爐，其中該多組加熱電阻絲沿爐體圓 面呈環(huán)形均勻分布。更進一步地，上述同一爐體圓面上穿設有四組加熱電阻絲，其中一組加熱電阻絲 間隔穿設圍繞在爐體圓面最外圈，另三組加熱電阻絲呈直徑遞減狀環(huán)環(huán)相套于爐體圓面中 心；或其中三組加熱電熱絲分別呈120°角度分布排列，中間為另一組電熱絲反復彎繞形 成的復數(shù)個“C”形套圈。進一步地，上述一種用于MOCVD的基片加熱爐，其中該多組加熱電阻絲沿爐體圓 面呈環(huán)形均勻分布的同時，沿爐體軸向立體分布，并且該立體分布還可以是立體錯位分布。進一步地，上述一種用于MOCVD的基片加熱爐，其中該熱屏蔽層為由耐高溫金屬板及耐高溫絕緣材料相疊構成的多層結構。本發(fā)明加熱爐得以應用實施后，其突出效果為本發(fā)明的電熱爐結構，一方面提高了電熱爐的功率密度和真空常壓下的最大加熱 溫度；采用多組加熱電阻絲的布局，可以更細致地調(diào)節(jié)溫度分布，達到加熱均勻的目的；并 且采用金屬薄板和絕緣材料間隔形成熱屏蔽層，降低了爐體圓面邊緣的溫度梯度，使加熱 爐形成恒溫區(qū)，并在斷電后迅速降溫。


圖1是本發(fā)明加熱爐的軸剖結構示意圖；圖2是本發(fā)明加熱爐電阻絲安裝的一個較佳實施例的結構示意圖； 圖3是本發(fā)明加熱爐電阻絲安裝的另一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式以下便結合實施例附圖，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳述，以使本發(fā)明 技術方案更易于理解、掌握。如圖1所示，是本發(fā)明加熱爐的軸剖結構示意圖。從圖中所示可以清楚地看出該 用于MOCVD的基片加熱爐，電阻加熱材料、爐體2、熱屏蔽層3、絕緣隔板4、電極5等部件構 成，其中該電阻加熱材料主要為加熱電阻絲1，該爐體2呈圓柱狀，架設于耐高溫的絕緣隔 板4之上，爐體2的每個圓面內(nèi)穿設有一組以上加熱電阻絲1，該設有加熱電阻絲1的爐體 圓面可以為單層分布結構，也可以是沿爐體軸向多層分布的立體結構，而且更可以是多層 錯位分布的立體結構。此外，該爐體2的環(huán)狀外壁設有熱屏蔽層3，該熱屏蔽層3為由耐高溫金屬板及耐 高溫絕緣材料相疊構成的多層結構，且上下無蓋，有利于快速升降溫。且該絕緣隔板4下側(cè) 設有用于外接電源的電極5或其引出電極6，電極固定在絕緣材料上，固定方式是通過絕緣 固定套連接。以上只是本發(fā)明用于MOCVD的基片加熱爐的基本結構，其還可具有進一步的優(yōu)化
方案如圖2和圖3所示，是本發(fā)明加熱爐在任一爐體圓面上加熱電阻絲的分布結構示 意圖。雖然兩種實施方式均為在同一爐體圓面上穿設四組加熱電阻絲。但是分布方式的差 異具體來看前者是其中一組加熱電阻絲間隔穿設圍繞在爐體圓面最外圈，另三組加熱電 阻絲呈直徑遞減狀環(huán)環(huán)相套于爐體圓面中心；而后者是其中三組加熱電熱絲分別呈120° 角度分布排列，中間為另一組電熱絲反復彎繞形成的復數(shù)個“C”形套圈。無論采用哪一種 分布結構，均等同得到使得爐體圓面上呈環(huán)形均勻分布電阻加熱絲的效果。
權利要求
一種用于MOCVD的基片加熱爐，包括爐體、加熱電阻絲和電極，其特征在于所述爐體為圓柱狀結構，架設于耐高溫的絕緣隔板之上，爐體內(nèi)穿設有一組以上加熱電阻絲，且所述爐體的環(huán)狀外壁設有熱屏蔽層，并在絕緣隔板下側(cè)設有用于外接電源的電極。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于MOCVD的基片加熱爐，其特征在于所述一組以上 的加熱電阻絲沿爐體圓面呈環(huán)形均勻分布。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于MOCVD的基片加熱爐，其特征在于所述同一爐體 圓面上穿設有四組加熱電阻絲，其中一組加熱電阻絲間隔穿設圍繞在爐體圓面最外圈，另 三組加熱電阻絲呈直徑遞減狀環(huán)環(huán)相套于爐體圓面中心。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種用于MOCVD的基片加熱爐，其特征在于所述同一爐體 原面上穿設有四組加熱電阻絲，其中三組加熱電熱絲分別呈120°角度分布排列，中間為另 一組電熱絲反復彎繞形成的復數(shù)個“C”形套圈。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于MOCVD的基片加熱爐，其特征在于所述一組以上 的加熱電阻絲沿爐體圓面呈環(huán)形均勻分布的同時，沿爐體軸向立體分布。
6.根據(jù)權利要去5所述的一種用于MOCVD的基片加熱爐，其特征在于所述一組以上 的加熱電阻絲沿爐體軸向呈立體錯位分布。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于MOCVD的基片加熱爐，其特征在于所述熱屏蔽層 為由耐高溫金屬板及耐高溫絕緣材料相疊構成的多層結構。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于MOCVD的基片加熱爐，包括爐體、加熱電阻絲和電極，其特征在于所述爐體為圓柱狀結構，架設于耐高溫的絕緣隔板之上，爐體內(nèi)穿設有多組平面內(nèi)均勻分布或多平面立體分布的加熱電阻絲，且所述爐體的環(huán)狀外壁設有熱屏蔽層，并在絕緣隔板下側(cè)設有用于外接電源的電極。應用本發(fā)明的加熱爐，一方面提高了電熱爐的功率密度和真空常壓下的最大加熱溫度；可以更細致地調(diào)節(jié)溫度分布，達到加熱均勻的目的；并且采用金屬薄板和絕緣材料間隔形成熱屏蔽層，降低了爐體圓面邊緣的溫度梯度，使加熱爐形成恒溫區(qū)，并在斷電后迅速降溫。
文檔編號C23C16/18GK101899650SQ201010160219
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者吳向方, 李春成 申請人:蘇州索樂機電設備有限公司