技術領域

本發明涉及半導體設備制造領域，具體地，涉及一種反應腔和一種包括該反應腔的MOCVD設備。

背景技術

MOCVD是金屬有機化合物化學氣相淀積（Metal-organic?Chemical?Vapor?Deposition）的英文縮寫。MOCVD是在氣相外延生長（VPE）的基礎上發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。

圖1所示的是一種現有的MOCVD設備的示意圖，圖2中所示的是該MOCVD設備的反應腔內MOCVD生長過程示意圖。

如圖1所示，MOCVD設備包括反應腔10和設置在反應腔10外部的感應線圈20，反應腔10包括腔室主體11和設置在腔室主體11內部的多層石墨托盤12。該石墨托盤12用于承載基片。

在進行MOCVD反應時，氫氣運載著MO（Metal-organic，金屬有機化合物）和氫化物進入反應腔10內部。MO和氫化物隨著氫氣流向位于石墨托盤12上的基片。隨著反應腔10內溫度升高，反應腔10內發生的氣相反應為MO和氫化物之間形成聚合物，當反應腔10內溫度繼續升高時，MO和氫化物及二者的聚合物逐步分解，甚至氣相成核。氣相中形成的反應品種擴散至基片表面后被吸附，隨后吸附的反應品種會在基片的表面擴散并繼續發生表面反應，并最終進入基片的經過形成外延層。表面反應的副產物從生長表面解吸，通過擴散回到住氣流，被氫氣帶出反應腔。

MOCVD生長過程有如下要求：一是要求加熱后石墨托盤12的溫度均勻性良好，在生長區的溫差不超過±1℃；二是反應氣體在反應區要有穩定的流場。

圖2中所示的是圖1中所示的MOCVD設備中的電場分布圖，從圖中可以看出，電場線從反應腔中心到反應腔內表面由疏到密，而石墨托盤12與感應線圈20通信設置，因此導致了石墨托盤12表面外圍溫度高，中間溫度低，從而不能滿足MOCVD生長的要求。

因此，如何在滿足快速升溫及降溫的前提下，保證外延生長區的溫度均勻性成為本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種反應腔和一種包括該反應腔的MOCVD設備。在利用該MOCVD設備進行MOCVD工藝時，基片的外延生長區溫度均勻。

作為本發明的一個方面，提供一種反應腔，其中，該反應腔包括腔室主體和設置在腔室主體中的導電的承載件，該承載件包括形成為中空筒狀的本體和形成在該本體外表面上的多個用于承載基片的承載槽。

優選地，所述本體的外表面形成為回轉表面，所述承載件能夠繞所述本體的中心軸線轉動。

優選地，所述承載槽的深度方向垂直于所述本體的外表面，所述承載槽的底面與所述承載件的本體的外表面平行，所述承載槽的底面與所述承載件的本體的軸向方向的夾角在10°至15°之間。

優選地，所述本體的壁厚沿所述本體的中心軸線從上至下逐漸減小。

優選地，所述反應腔包括設置在所述承載件頂端的連接板和與該連接板相連的旋轉軸，該旋轉軸與所述承載件的本體同軸設置，且所述旋轉軸沿所述承載件的本體的軸向方向延伸至所述腔室主體外部。

優選地，所述腔室主體包括內壁和與該內壁間隔設置的外壁，所述內壁和所述外壁之間形成反應空間，所述承載件設置在所述反應空間。

優選地，所述腔室主體包括設置在所述外壁上端的上端蓋、設置在該所述外壁下端的下端蓋和設置在所述內壁上端的內端蓋，所述內壁的下端設置在所述下端蓋上，所述內壁、所述外壁、所述上端蓋、所述下端蓋和所述內端蓋圍成所述反應空間。

優選地，所述上端蓋上設置有進氣孔，所述下端蓋上有排氣孔。

作為本發明的另一個方面，提供一種MOCVD設備，該MOCVD設備包括反應腔、感應線圈、進氣系統和排氣系統，其中，所述反應腔為本發明所提供的上述反應腔，所述進氣系統和所述排氣系統分別與所述反應腔相通，所述感應線圈同軸地設置在所述承載件的本體的內腔中。

優選地，所述MOCVD設備還包括感應線圈支架，該感應線圈支架設置在所述本體的內腔中，所述感應線圈纏繞在所述感應線圈支架上，且所述感應線圈的每一圈與所述承載件的外表面之間的距離相等。