專利名稱：化學氣相沉積反應設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光電器件制造技術領域，特別涉及一種化學氣相沉積反應設備。
背景技術：
隨著能源的日益短缺，可再生綠色能源的開發(fā)利用越來越受到人們的關注，尤以太陽能電池、清潔環(huán)保高效光源LED的應用特別受到世人的青睞。太陽能作為清潔、安全、 可持續(xù)并且可靠的能源，太陽能光伏(photovoltaic PV)系統(tǒng)正在迅速擴大其在能源和產業(yè)技術開發(fā)方面的應用。以單晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜等為代表的太陽能電池板在商業(yè)和住宅建筑物等設施中的廣泛應用顯示出巨大的潛力。特別是薄膜太陽能電池板，以其大面積、輕薄透明等特點正日趨廣泛應用于民用設施建筑等領域的太陽能發(fā)電。半導體發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。發(fā)光二極管 (LED)作為光源以其功耗低、高亮度、壽命長、可靠性高等特點，在日常生活中的許多領域得到了普遍的認可，在電子產品中得到廣泛應用，例如顯示器背光等。以基于寬禁帶半導體材料氮化稼(GaN)和銦氮化稼(InGaN)的發(fā)光二極管為代表的近紫外線、藍綠色和藍色等短波長發(fā)光二極管在1990年代后期得到廣泛應用，在基礎研究和商業(yè)應用上取得了很大進步。目前普遍應用的GaN基發(fā)光二極管包括藍寶石襯底、η型GaN層和ρ型GaN層，以及兩者中間由P型摻雜的AKiaN層、InGaN發(fā)光層(包括單量子胼或多量子胼)和η型摻雜的 AlGaN層組成的發(fā)光單元，此外包括透明導電接觸(TCO)層，ρ型電極和η型電極。GaN基發(fā)光二極管的制造工藝主要采用半導體制造工藝，首先是利用沉積 (MOCVD)工藝進行外延片(印i-wafer)的制造，然后經過沉積、光刻、刻蝕、半切、點測、深切、目檢、封裝等工序完成制造。通常LED在生產過程中要經過篩選和分類，以滿足技術指標的要求和客戶的使用要求，對每個芯片進行測試，合格的芯片篩選出來。MOCVD工藝是用加熱的方式在低壓條件下使氣態(tài)化合物(包括有機金屬氣體如TMG、TMA或TMI與其它反應氣體如NH3)在晶片表面混合反應并淀積形成外延層。目前大部分MOCVD反應設備為了使反應氣體混合均勻其進氣管路排布復雜，設備制造成本較高，生產效率不高，而且輸氣方式和反應氣體分布不利于外延層的均勻性和一致性。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種化學氣相沉積反應設備，能夠大幅度地提高不同反應氣體混合時的均勻性，并大幅度地提高了產能，極大地優(yōu)化了設備性能。本發(fā)明提供的化學氣相沉積反應設備，包括反應室和位于所述反應室內部的工件架，所述工件架上放置晶片，所述反應設備包括至少一根多通道輸氣管，在所述輸氣管的每個通道的底部具有至少一個通氣孔，反應氣體分別進入所述通道，由所述通氣孔流出至所述晶片上方的反應空間混合，在所述晶片表面沉積膜層?？蛇x的，所述輸氣管的橫截面的形狀為圓型、方形、矩形或菱形。
可選的，所述多通道至少包括雙通道、三通道、四通道或六通道。可選的，所述通氣孔位于輸氣管內所述通道的底面和/或通道底部的側面?？蛇x的，所述三通道輸氣管中間通道的通道形狀為倒T形。可選的，所述中間通道的通氣孔位于兩側通道的通氣孔的下方?？蛇x的，在所述設備中密布多根所述多通道輸氣管時，以相鄰通孔流出氣體不同為原則進行氣體分配?？蛇x的，所述通氣孔的直徑包括0. 5 1. 5mm的范圍。本發(fā)明還提供了一種多通道輸氣管，其內部由隔板分隔為至少兩個通道，在所述通道的底部設置有至少一個通氣孔?？蛇x的，所述多通道輸氣管的橫截面的形狀包括圓型、方形、矩形或菱形?？蛇x的，所述多通道至少包括雙通道、三通道、四通道或六通道。可選的，所述通氣孔位于輸氣管內所述通道的底面和/或通道底部的側面?？蛇x的，所述三通道輸氣管中間通道的通道形狀為倒T形。可選的，所述中間通道的通氣孔位于兩側通道的通氣孔的下方?？蛇x的，所述通氣孔的直徑包括0. 5 1. 5mm的范圍。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為CVD反應設備晶片布置示意圖；圖加至圖2b為根據本發(fā)明沉積設備第一實施例的結構立體示意圖；圖3a至圖3g為根據本發(fā)明沉積設備第二實施例的結構立體示意圖；圖如至圖4i為根據本發(fā)明沉積設備第三實施例的結構立體示意圖。所述示圖只是說明性而非限制性的，在此不能過度限制本發(fā)明的保護范圍。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。圖1為CVD反應設備晶片布置示意圖。如圖2所示，在制造LED的MOCVD外延工藝中，晶片可以以圖1所示方式布置在反應設備中，工件架10上面裝載了很多片晶片11，工件架10可旋轉。反應氣體，通常是TMG、TMA或TMI和NH3。兩種反應氣體進入反應室后，在一定的壓力和溫度下混合，在晶片11上發(fā)生化學反應形成材料薄膜。在MOCVD中，反應氣體混合的均勻程度決定了所沉積薄膜的均勻性和一致性，也最終決定產品性能。圖加至圖2b為根據本發(fā)明沉積設備第一實施例的結構立體示意圖。如圖所示，本發(fā)明的化學氣相沉積反應設備包括至少一根多通道輸氣管100，本實施例為雙通道110和 120，在通道110和120的底面具有通氣孔111和121。在通道110和120中分別通入a氣
4體和b氣體，由通氣孔111和121流出在晶片上方的反應空間混合，在晶片表面沉積膜層。圖3a至圖3g為根據本發(fā)明沉積設備第二實施例的結構立體示意圖。如圖所示， 本實施例中，多通道輸氣管100可以是雙通道，也可以是圖:3e所示的四通道。在通道110 和120的底部具有通氣孔111和121，如圖3a所示，圖北至圖；^為圖3a中通氣孔111和 121位置處的截面圖，通氣孔的數量可以是一個，也可以是圖3c至圖!Be所示的多個，總之通氣孔的數量越多，氣體混合越均勻。在圖:3e所示的四通道輸氣管中，每個通道的通氣孔的數量可以是一個也可以是多個。在圖3f所示的本發(fā)明的化學沉積反應設備中，反應室50中設置多根輸氣管100， 反應氣體(a氣體和b氣體)從輸氣管內通道底部的通氣孔流出，在晶片表面混合后發(fā)生化學反應，在晶片11表面沉積膜層。可根據晶片的數量和產能的需要設置輸氣管的數量，反應室的體積越大，晶片越多，輸氣管的數量可以布置得越多。在反應室50中密布多根多通道輸氣管時，以相鄰通孔流出氣體不同為原則進行氣體分配。例如，一根輸氣管的一個通道內為a氣體，另一個通道內為b氣體，那么另一根與其相鄰的輸氣管的一個通道內為b氣體，另一個通道內為a氣體?？傊?，相鄰的通氣孔流出的氣體優(yōu)選為不同的氣體，以便使反應氣體混合得更加均勻，如圖3g所示。圖如至圖4i為根據本發(fā)明沉積設備第三實施例的結構立體示意圖。如圖所示， 本實施例中，多通道輸氣管200是三通道，此時中間通道220的通道形狀為倒T形，底部具有通氣孔221，兩側的通道210和230，底部的通氣孔211和231位于中間通道220的通氣孔221的上方，如圖如所示。此外，圖4b至圖4d為圖如中通氣孔位置處的截面圖，通氣孔的數量和位置可以是如圖4b至圖4d的輸氣管200橫截面示意圖所示的那樣，靈活設置， 本發(fā)明并不限制。輸氣管還可以是如圖4e所示的圓形輸氣管300。在圖4f和圖4g所示的實施例中，輸氣管300和400的通道數量還可以是六個通道，每個通道的底部分別具有至少一個通氣孔。在圖4h所示的本發(fā)明的化學沉積反應設備的實施例中，反應室50中設置多根三通道輸氣管200，當然也可以是具有更多通道(例如六通道)的輸氣管。反應氣體(a氣體和b氣體)如4h所示，分別進入輸氣管內的三個通道，從底部的通氣孔流出，在晶片表面混合后發(fā)生化學反應，在晶片11表面沉積膜層。根據晶片的數量和產能的需要設置輸氣管的數量，只要反應室的體積足夠大，就可布置很多輸氣管，同時對很多片晶片進行MOCVD外延沉積，產能可以成倍增加。在反應室50中密布多根多通道輸氣管200時，以相鄰通孔流出氣體不同為原則進行氣體分配，如圖4i所示，例如，一根輸氣管的一個通道內為a氣體，另一個通道內為b氣體，那么另一根與其相鄰的輸氣管的一個通道內為b氣體，另一個通道內為a氣體?？傊?，相鄰的通氣孔流出的氣體優(yōu)選為不同的氣體，以便使反應氣體混合得更加均勻。在上述實施例中，所述通氣孔的直徑包括0. 5 1. 5mm的范圍。本發(fā)明的CVD反應設備適用于實施多種CVD工藝，包括PECVD、M0CVD、LPCVD等多種CVD工藝沉積各類膜層。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種化學氣相沉積反應設備，包括反應室和位于所述反應室內部的工件架，所述工件架上放置晶片，其特征在于所述反應設備包括至少一根多通道輸氣管，在所述輸氣管的每個通道的底部具有至少一個通氣孔，反應氣體分別進入所述通道，由所述通氣孔流出至所述晶片上方的反應空間混合，在所述晶片表面沉積膜層。
2.根據權利要求1所述的反應設備，其特征在于所述輸氣管的橫截面的形狀為圓型、 方形、矩形或菱形。
3.根據權利要求2所述的反應設備，其特征在于所述多通道至少包括雙通道、三通道、四通道或六通道。
4.根據權利要求3所述的反應設備，其特征在于所述通氣孔位于輸氣管內所述通道的底面和/或通道底部的側面。
5.根據權利要求3所述的反應設備，其特征在于所述三通道輸氣管中間通道的通道形狀為倒T形。
6.根據權利要求5所述的反應設備，其特征在于所述中間通道的通氣孔位于兩側通道的通氣孔的下方。
7.根據權利要求1所述的反應設備，其特征在于在所述設備中密布多根所述多通道輸氣管時，以相鄰通孔流出氣體不同為原則進行氣體分配。
8.根據權利要求1所述的反應設備，其特征在于所述通氣孔的直徑包括0.5 1. 5mm 的范圍。
9.一種多通道輸氣管，其特征在于其內部由隔板分隔為至少兩個通道，在所述通道的底部設置有至少一個通氣孔。
10.根據權利要求9所述的多通道輸氣管，其特征在于所述多通道輸氣管的橫截面的形狀包括圓型、方形、矩形或菱形。
11.根據權利要求9所述的多通道輸氣管，其特征在于所述多通道至少包括雙通道、 三通道、四通道或六通道。
12.根據權利要求9所述的多通道輸氣管，其特征在于所述通氣孔位于輸氣管內所述通道的底面和/或通道底部的側面。
13.根據權利要求11所述的多通道輸氣管，其特征在于所述三通道輸氣管中間通道的通道形狀為倒T形。
14.根據權利要求13所述的多通道輸氣管，其特征在于所述中間通道的通氣孔位于兩側通道的通氣孔的下方。
15.根據權利要求9所述的多通道輸氣管，其特征在于所述通氣孔的直徑包括0.5 1. 5mm的范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學氣相沉積反應設備，包括反應室和位于所述反應室內部的工件架，所述工件架上放置晶片，所述反應設備包括至少一根多通道輸氣管，在所述輸氣管的每個通道的底部具有至少一個通氣孔，反應氣體分別進入所述通道，由所述通氣孔流出至所述晶片上方的反應空間混合，在所述晶片表面沉積膜層。本發(fā)明的化學氣相沉積反應設備能夠大幅度地提高不同反應氣體混合時的均勻性，并大幅度地提高了產能，極大地優(yōu)化了設備性能。
文檔編號H01L33/00GK102231416SQ201110157648
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者單洪青, 李沅民, 林朝暉 申請人:北京精誠鉑陽光電設備有限公司, 泉州市博泰半導體科技有限公司