【技术实现步骤摘要】
本申请主要涉及半导体领域，尤其涉及一种用于半导体反应腔的进气系统及其离散控制方法。
技术介绍
1、外延生长是半导体技术中一种常见且重要的化学技术，用于产生纯度高、性能好的高质量薄膜。外延生长的工艺是通过将基底(晶圆)置于反应腔之中，通过加热和导入一种及多种反应物，致使基底表面发生化学反应从而产生欲沉积的薄膜。这个过程中，腔体内的气体流场对最终外延的膜厚，掺杂物的均匀度等有着直接的影响。然而，目前对于进入腔体内部的流场缺乏有效的控制。因此，期望提出一种能够有效控制腔体内部流场的解决方案。
技术实现思路
1、本申请为解决上述技术问题提出了一种能够有效控制腔体内部流场的进气系统及其离散控制方法。
2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种用于半导体反应腔的进气系统，包括控制器和至少一组进气管路，每组所述进气管路包括上游管路、混合器和若干下游管路，其中，所述上游管路与气源连接，所述混合器设置在所述上游管路和所述下游管路之间，所述下游管路连接至所述半导体反应腔，每个所述下游管路上设置有开关阀，所述开关阀用于自动控制所述下游管路的通断；所述控制器用于采用二进制数据列控制所述开关阀的开关状态以在基片上获得目标薄膜形态。
3、在本申请的一实施例中，每个所述下游管路上还设置有调节阀，所述调节阀位于对应的开关阀的下游，所述调节阀用于控制所述下游管路的开度，从而将每一所述下游管路的流量设定为特定数值。
4、在本申请的一实施例中，所述下游管路被分为若干下游管路组，每组所述
5、在本申请的一实施例中，每组中的所述下游管路的下游端分别连接至所述半导体反应腔，或，每组中的所述至少一条下游管路的下游端汇总之后连接至所述半导体反应腔。
6、在本申请的一实施例中，所述开关阀是隔膜阀，所述调节阀是针阀。
7、在本申请的一实施例中，所述混合器中设置有螺旋导流板，用于引导从所述上游管路进入所述混合器的气体充分混合。
8、在本申请的一实施例中，所述混合器中设置有若干扰流件。
9、在本申请的一实施例中，还包括进气法兰，所述下游管路通过所述进气法兰连接至所述半导体反应腔，所述进气法兰包括本体和基片传输口，其中，所述本体的内部设置有n条气道和m个膨胀槽，每个膨胀槽与至少一条气道连通，每个所述膨胀槽具有第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与对应的气道流体连通，所述第一出气端设置有第一整流结构，所述第一整流结构包括多个第一通孔，其中，m、n都是大于等于2的正整数，并且m≤n，所述气道用于提供反应气体；以及，所述基片传输口沿所述本体的厚度方向贯穿所述本体，并且所述基片传输口沿所述本体的高度方向与所述n条气道和所述m个膨胀槽流体隔离；所述下游管路连接至所述n条气道。
10、本申请为解决上述技术问题还提出一种应用于上述的进气系统的离散控制方法，包括：将所述下游管路分为若干下游管路组，每组所述下游管路组包括至少一条所述下游管路，每组所述下游管路组具有设定的目标流量；控制器根据所述目标流量构建目标流量数据列，所述目标流量数据列中的每一流量数值对应所述若干下游管路组中的一组；所述控制器根据所述目标流量数据列中的每一流量数据值定义一二进制数据列；所述控制器根据所述二进制数据列控制所述开关阀的通断，以使每组所述下游管路组的流量达到对应的目标流量。
11、本申请为解决上述技术问题还提出一种应用于上述的进气系统的离散控制方法，包括：将所述下游管路分为若干下游管路组，每组所述下游管路组包括至少一条所述下游管路，每条所述下游管路中均包括一个开关阀和一个位于所述开关阀下游的调节阀；每组所述下游管路组具有设定的目标流量和包含所述目标流量的目标流量区间；根据所述目标流量及所述目标流量区间，设定所述调节阀的开度，以使由所述开关阀和所述调节阀控制的所述下游管路组能够达到目标流量，且所述下游管路组能够达到的其他流量与所述目标流量更接近，和/或，所述下游管路组能够达到的其他流量中更多流量数值位于所述目标流量区间内；控制器根据所述目标流量构建目标流量数据列，所述目标流量数据列中的每一流量数值对应所述若干下游管路组中的一组；所述控制器根据所述目标流量数据列中的每一流量数据值定义一二进制数据列；所述控制器根据所述二进制数据列控制所述开关阀的通断，以使每组所述下游管路组的流量达到对应的目标流量。
12、本申请的进气系统，通过在每组进气管路中设置上游管路、混合器和若干下游管路，并且在每个下游管路上设置开关阀，通过控制开关阀来通断相应下游管路进而调节该组进气管路中的气流，实现对半导体反应腔内流场的控制，进而对沉积形成的薄膜的形貌、厚度、掺杂均匀度等实现控制。本申请的进气系统无需在管路中使用质量流量控制器mfc，从而可以避免管路中的压力波动对mfc的调控产生影响，为半导体反应腔提供均匀、稳定的气流。
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1.一种用于半导体反应腔的进气系统，其特征在于，包括控制器和至少一组进气管路，每组所述进气管路包括上游管路、混合器和若干下游管路，其中，所述上游管路与气源连接，所述混合器设置在所述上游管路和所述下游管路之间，所述下游管路连接至所述半导体反应腔，每个所述下游管路上设置有开关阀，所述开关阀用于自动控制所述下游管路的通断；
2.如权利要求1所述的进气系统，其特征在于，每个所述下游管路上还设置有调节阀，所述调节阀位于对应的开关阀的下游，所述调节阀用于控制所述下游管路的开度，从而将流经每一所述下游管路的流量设定为特定数值。
3.如权利要求2所述的进气系统，其特征在于，所述下游管路被分为若干下游管路组，每组所述下游管路组包括至少一条所述下游管路，每组中的所述至少一条下游管路的上游端分别连接至所述混合器，或，每组中的所述至少一条下游管路的上游端汇总之后连接至所述混合器。
4.如权利要求3所述的进气系统，其特征在于，每组中的所述下游管路的下游端分别连接至所述半导体反应腔，或，每组中的所述至少一条下游管路的下游端汇总之后连接至所述半导体反应腔。
5.
6.如权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述混合器中设置有螺旋导流板，用于引导从所述上游管路进入所述混合器的气体充分混合。
7.如权利要求1所述的进气系统，其特征在于，所述混合器中设置有若干扰流件。
8.如权利要求1所述的进气系统，其特征在于，还包括进气法兰，所述下游管路通过所述进气法兰连接至所述半导体反应腔，所述进气法兰包括本体和基片传输口，其中，所述本体的内部设置有n条气道和m个膨胀槽，每个膨胀槽与至少一条气道连通，每个所述膨胀槽具有第一进气端和第一出气端，所述第一进气端与对应的气道流体连通，所述第一出气端设置有第一整流结构，所述第一整流结构包括多个第一通孔，其中，m、n都是大于等于2的正整数，并且m≤n，所述气道用于提供反应气体；以及，所述基片传输口沿所述本体的厚度方向贯穿所述本体，并且所述基片传输口沿所述本体的高度方向与所述n条气道和所述m个膨胀槽流体隔离；所述下游管路连接至所述n条气道。
9.一种应用于如权利要求1-8任一项所述的进气系统的离散控制方法，其特征在于，包括：
10.一种应用于如权利要求1-8任一项所述的进气系统的离散控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于半导体反应腔的进气系统，其特征在于，包括控制器和至少一组进气管路，每组所述进气管路包括上游管路、混合器和若干下游管路，其中，所述上游管路与气源连接，所述混合器设置在所述上游管路和所述下游管路之间，所述下游管路连接至所述半导体反应腔，每个所述下游管路上设置有开关阀，所述开关阀用于自动控制所述下游管路的通断；
2.如权利要求1所述的进气系统，其特征在于，每个所述下游管路上还设置有调节阀，所述调节阀位于对应的开关阀的下游，所述调节阀用于控制所述下游管路的开度，从而将流经每一所述下游管路的流量设定为特定数值。
3.如权利要求2所述的进气系统，其特征在于，所述下游管路被分为若干下游管路组，每组所述下游管路组包括至少一条所述下游管路，每组中的所述至少一条下游管路的上游端分别连接至所述混合器，或，每组中的所述至少一条下游管路的上游端汇总之后连接至所述混合器。
4.如权利要求3所述的进气系统，其特征在于，每组中的所述下游管路的下游端分别连接至所述半导体反应腔，或，每组中的所述至少一条下游管路的下游端汇总之后连接至所述半导体反应腔。
5.如权利要求2所述的进气系统，其特征在于，所述开关阀是隔膜阀，所述调...
【专利技术属性】
技术研发人员：林兴，高培培，秦志坚，王菲，
申请(专利权)人：研微江苏半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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