本发明专利技术公开了一种大尺寸碳化硅外延气体供应装置，包括内部具有通气腔的壳体，所述通气腔的中部通过主隔板围合而成有主通路，所述主通路的延伸方向与所述通气腔的延伸方向一致，所述主隔板的外壁与所述通气腔的内壁之间形成供氢气流通的外围旁路；所述主通路内平行设置有两个内横隔板，两所述内横隔板之间、所述主隔板的内壁与任一所述内横隔板的侧壁之间分别形成供前驱气体和掺杂气体流通的主气道。该大尺寸碳化硅外延气体供应装置能够优化大尺寸碳化硅外延片的浓度均匀性调整效果，并使得大尺寸碳化硅外延片的厚度均匀性得以相应优化。本发明专利技术还公开了一种应用了该大尺寸碳化硅外延气体供应装置的大尺寸碳化硅外延气体供应方法。体供应方法。体供应方法。
【技术实现步骤摘要】
大尺寸碳化硅外延气体供应装置及供应方法
[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种大尺寸碳化硅外延气体供应装置。本专利技术还涉及一种应用了该大尺寸碳化硅外延气体供应装置的大尺寸碳化硅外延气体供应方法。
技术介绍
[0002]现有的4
‑
6英寸碳化硅外延反应腔中，反应前驱气体流动的分布对沉积薄膜的性能和质量有决定性的影响。尤其在大尺寸碳化硅外延中，例如8英寸碳化硅外延中，随着衬底尺寸的增加，前驱气体中的碳源、硅源以及掺杂源随距离的增加而衰减，导致大尺寸碳化硅外延片的厚度均匀性和浓度均匀性极难控制。
[0003]现阶段，业内通常采用将外延气体分3路通入反应腔，并分别调节每路气体中掺杂气体和前驱气体的含量，改变其外延片的厚度均匀性和浓度均匀性。
[0004]在另一种温壁反应解决方案中，采用垂直三明治的结构，将气体垂直分为3路气体，分别通入氢气/HCl和SiH4，C3H8等气体。
[0005]然而，针对8英寸碳化硅等大尺寸碳化硅外延片的处理而言，上述现有工艺手段均无法有效解决外延片厚度均匀性和浓度均匀性调整不佳的问题。
[0006]因此，如何优化大尺寸碳化硅外延片的厚度均匀性和浓度均匀性调整效果是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种大尺寸碳化硅外延气体供应装置，该大尺寸碳化硅外延气体供应装置能够优化大尺寸碳化硅外延片的浓度均匀性调整效果，并使得大尺寸碳化硅外延片的厚度均匀性得以相应优化。本专利技术的另一目的是提供一种应用了该大尺寸碳化硅外延气体供应装置的大尺寸碳化硅外延气体供应方法。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种大尺寸碳化硅外延气体供应装置，包括内部具有通气腔的壳体，所述通气腔的中部通过主隔板围合而成有主通路，所述主通路的延伸方向与所述通气腔的延伸方向一致，所述主隔板的外壁与所述通气腔的内壁之间形成供氢气流通的外围旁路；
[0009]所述主通路内平行设置有两个内横隔板，两所述内横隔板之间、所述主隔板的内壁与任一所述内横隔板的侧壁之间分别形成供前驱气体和掺杂气体流通的主气道。
[0010]优选地，所述通气腔内设置有四个相互平行的基准横隔板以及四个相互平行的基准纵隔板，各所述基准横隔板与各所述基准纵隔板相互垂直并交叉设置，以将所述通气腔分隔为25个阵列排布的通气道；
[0011]位于最外侧的两所述基准横隔板与位于最外侧的两所述基准纵隔板交叉配合形成所述主隔板，位于中部的两所述基准横隔板上处于所述主隔板内的部分形成所述内横隔板。
[0012]优选地，所述壳体的一端设置有接口法兰，所述接口法兰上设置有若干与所述通气腔连通的供气管。
[0013]优选地，所述供气管上设置有流量控制阀。
[0014]本专利技术还提供一种大尺寸碳化硅外延气体供应方法，采用了如上文所述的大尺寸碳化硅外延气体供应装置，包括步骤：
[0015]S101，依据工况需求，向位于所述主隔板的内壁与任一所述内横隔板的侧壁之间的各主气道中分别通入不同碳硅比例的前驱气体和掺杂气体，同时向外围旁路及位于两所述内横隔板之间的主气道中通入氢气，通入各主气道中的气体在通入外围旁路的氢气的约束下进入所述主通路内；
[0016]S102，持续保证气体通入所述通气腔内，随着碳化硅反应的进行，任一通入有前驱气体和掺杂气体的主气道内的碳源、硅源及掺杂源衰减时，另一通入有前驱气体和掺杂气体的主气道内的碳源、硅源及掺杂源在高温的作用下，经由位于两所述内横隔板之间的主气道后扩散至存在碳源、硅源及掺杂源衰减情况的主气道内。
[0017]相对上述
技术介绍
，本专利技术所提供的大尺寸碳化硅外延气体供应装置，其工作运行过程中，依据当前工况下的大尺寸碳化硅外延处理工艺需求，向位于主隔板的内壁与任一内横隔板的侧壁之间的各主气道中分别通入不同碳硅比例的前驱气体和掺杂气体，同时向外围旁路及位于两内横隔板之间的主气道中通入氢气，通入各主气道中的气体在通入外围旁路的氢气的约束下进入主通路内，从而有效避免前驱气体和掺杂气体等反应气体过早地扩散，以此达到控制反应气体衰减的目的；随着反应的持续进行，保证前驱气体和掺杂气体等反应气体持续通入通气腔内，反应进行期间，任一通入有前驱气体和掺杂气体的主气道内的碳源、硅源及掺杂源衰减时，另一通入有前驱气体和掺杂气体的主气道内的碳源、硅源及掺杂源在高温的作用下，经由位于两内横隔板之间的主气道后扩散至存在碳源、硅源及掺杂源衰减情况的主气道内，以此补充减少的碳源、硅源和掺杂源，从而实现反应气体浓度的均匀调整，以此保证工艺反应完成后得到的大尺寸碳化硅外延片的浓度均匀性和厚度均匀性。
[0018]在本专利技术所提供的大尺寸碳化硅外延气体供应方法中，通过依次进行的各操作步骤，通过对通气腔内部空间区域的合理划分，使得通入有前驱气体和掺杂气体的主气道内的碳源、硅源及掺杂源等衰减导致浓度降低时，能够利用另一主气道的气体扩散，对出现衰减和浓度降低的主气道实施物料补充，使得各主气道处的浓度均匀性调整更加及时有效，从而使得相应的大尺寸碳化硅外延片的厚度均匀性及浓度均匀性得以相应优化。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术一种具体实施方式所提供的大尺寸碳化硅外延气体供应装置的装配结构轴测图；
[0021]图2为图1中壳体的横截面示意图；
[0022]图3为图2中各通气道的阵列排布原理图。
[0023]其中，
[0024]11
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壳体；
[0025]111
‑
接口法兰；
[0026]12
‑
通气腔；
[0027]121
‑
主通路；
[0028]122
‑
外围旁路；
[0029]123
‑
主气道；
[0030]124
‑
内气道；
[0031]125
‑
通气道；
[0032]13
‑
主隔板；
[0033]14
‑
基准横隔板；
[0034]141
‑
内横隔板；
[0035]15
‑
基准纵隔板；
[0036]151
‑
内纵隔板。
具体实施方式
[0037]本专利技术的核心是提供一种大尺寸碳化硅外延气体供应装置，该大尺寸碳化硅外延气体供应装置能够优化大尺寸碳化硅外延片的浓度均匀性调整效果，并使得大尺寸碳化硅外延片的厚度均匀性得以相应优化；同时，提供一种应用了该大尺寸碳化硅外延气体供应装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸碳化硅外延气体供应装置，其特征在于，包括内部具有通气腔的壳体，所述通气腔的中部通过主隔板围合而成有主通路，所述主通路的延伸方向与所述通气腔的延伸方向一致，所述主隔板的外壁与所述通气腔的内壁之间形成供氢气流通的外围旁路；所述主通路内平行设置有两个内横隔板，两所述内横隔板之间、所述主隔板的内壁与任一所述内横隔板的侧壁之间分别形成供前驱气体和掺杂气体流通的主气道。2.如权利要求1所述的大尺寸碳化硅外延气体供应装置，其特征在于，所述通气腔内设置有四个相互平行的基准横隔板以及四个相互平行的基准纵隔板，各所述基准横隔板与各所述基准纵隔板相互垂直并交叉设置，以将所述通气腔分隔为25个阵列排布的通气道；位于最外侧的两所述基准横隔板与位于最外侧的两所述基准纵隔板交叉配合形成所述主隔板，位于中部的两所述基准横隔板上处于所述主隔板内的部分形成所述内横隔板。3.如权利要求1所述的大尺寸碳化硅外延气体供应装置，其特征在于，所述壳体的一端设置有接口法...
【专利技术属性】
技术研发人员：张新河，刘春俊，娄艳芳，郭钰，彭同华，邹宇，张平，曾江，杨建，
申请(专利权)人：北京天科合达半导体股份有限公司江苏天科合达半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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