一种气相沉积设备

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，尤其涉及一种气相沉积设备。

背景技术

在半导体晶片上进行气相沉积以生长半导体薄膜是半导体制造工艺中一个非常重要的模块。典型的气相沉积设备主要包括化学气相沉积设备、物理气相沉积设备、等离子体增强气相沉积设备、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)设备等。在商业上，这些设备用于制造固态(半导体)微电子装置、光学装置和光电装置以及其它电子/光电子材料和装置。

通常，在气相沉积过程中，反应腔内设置有承载盘，晶圆放置于该承载盘上。通过进气装置(例如喷淋头)将工艺气体引入反应腔内，并输送到放置在承载盘上的一或多个晶圆的表面进行处理，从而生长出特定晶体结构的薄膜。同时为了实现均匀沉积，承载盘在旋转轴的带动下高速旋转。由于承载盘拖拽气体旋转，在反应区侧壁附近(也即承载盘边缘附近气体来流方向)容易产生气流涡旋，尤其是在承载盘高转速(转速≥200RPM)的情况下尤为明显。

当存在一定的气流涡旋的情况下，反应腔的内侧壁会有比较严重的反应副产物沉积(Coating)，并且就算在没有气体涡旋的情况下，由于反应物的扩散，反应腔的内侧壁也有可能有少量的反应副产物沉积。这些反应副产物会带来以下几个问题：

1、反应副产物的存在会成为材料生长过程中颗粒缺陷的来源，从而降低生长材料的良率。

2、反应副产物一般是多晶或无定形态的固体，随着生长的进行，反应区侧壁的反射率会逐步变化，影响反应区的温场稳定性。

3、反应副产物的生成和积累也迫使提高反应腔的清理维护频次，降低了反应腔的有效生长产能，从而增加了使用成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气相沉积设备，可以提高设备生长材料的产出效率和质量，延长反应腔的维护周期。

为实现上述目的，本发明提供了一种气相沉积设备，包括：

反应腔；

第一气体注入机构位于所述反应腔顶部的中间区域，用于向所述反应腔内注入反应气体；

第二气体注入机构位于所述反应腔顶部的外围区域并环绕所述第一气体注入机构设置；

承载盘，位于所述反应腔中，与所述第一气体注入机构相对设置，在所述承载盘上方形成有一反应区；

旋转轴，与所述承载盘连接，带动所述承载盘在气相沉积期间旋转；

遮挡件，位于所述反应腔中，环绕所述反应腔的内侧壁设置，在进行气相沉积期间，所述遮挡件与所述反应腔的内侧壁、所述第二气体注入机构之间适配地围设成一个环形腔，所述第二气体注入机构向所述环形腔中注入吹扫气体；所述遮挡件与所述第一气体注入机构适配地围设成一个空间区域，所述空间区域的径向尺寸由上至下逐渐增大，所述遮挡件的最下端的外径与所述反应腔的内径相适配，

吹扫通道，分布设于所述遮挡件上，所述吹扫通道贯穿所述遮挡件，所述吹扫通道将所述环形腔和所述空间区域导通，以向所述空间区域导入吹扫气体。

本发明提供的气相沉积设备的有益效果在于：通过在反应腔内侧增加一遮挡件，在进行气相沉积期间，该遮挡件与第一气体注入机构适配地围设成一个径向尺寸逐渐增大且覆盖反应区的空间区域，该遮挡件与反应腔的内侧壁、第二气体注入机构之间适配地围设成一个环形腔，并在遮挡件上设置吹扫通道，第二气体注入机构向所述环形腔中注入吹扫气体，所述环形腔中的吹扫气体经吹扫通道注入所述空间区域中，对遮挡件内侧壁起到吹扫作用，相比未设置所述遮挡件的气相沉积设备而言，该遮挡件可以替代反应腔内侧壁暴露在反应区中，对反应腔内侧壁起到保护作用，而且其吹扫功能可以有效抑制或改善反应副产物在遮挡件上的沉积，提高设备生长材料的产出效率和质量，延长遮挡件的使用周期，从而延长反应腔的维护周期。

在一些实施例中，所述吹扫通道包括垂直吹扫气流通道，所述垂直吹扫气流通道的中心线与所述旋转轴的轴线方向平行，使导入所述空间区域的所述吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。

在一些实施例中，所述吹扫通道还包括旋转吹扫气流通道，所述旋转吹扫气流通道沿周向以角度β倾斜贯穿所述遮挡件，使导入所述空间区域的所述吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量和切向分量，从而形成旋转吹扫气流，所述旋转吹扫气流通道在所述遮挡件上沿周向的排布使得所述旋转吹扫气流的旋转方向与所述旋转轴的旋转方向相同。

在一些实施例中，位于所述遮挡件最下层的所述旋转吹扫气流通道的角β大于等于位于所述遮挡件最上层的所述旋转吹扫气流通道的角β，或者沿所述遮挡件由上至下，所述旋转吹扫气流通道的角β逐渐增大。

在一些实施例中，所述旋转吹扫气流通道位于所述遮挡件上靠近所述承载盘的周向区域中。

在一些实施例中，所述遮挡件包括靠近所述反应腔的内侧壁的第一侧面和远离所述反应腔的内侧壁的第二侧面，所述吹扫通道从所述第一侧面贯穿至所述第二侧面并不超出所述第二侧面，且所述吹扫通道在所述第二侧面上形成的出气口的内径大于等于所述吹扫通道在所述第一侧面上形成的入气口的内径。

在一些实施例中，所述吹扫通道周向地分布于所述遮挡件，并沿所述旋转轴的轴线方向形成多层所述吹扫通道。

在一些实施例中，从所述反应腔的顶部至所述承载盘方向，定义最上层的所述吹扫通道形成的吹扫气体出气面与所述第一气体注入机构出气面之间的距离为h，所述第一气体注入机构出气面与所述承载盘的承载面之间的距离为H，满足：h≤0.25H。

在一些实施例中，位于最下层的所述吹扫通道形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘的承载面。

在一些实施例中，定义所述第一气体注入机构出气面与所述承载盘的承载面之间的距离为H，所述承载盘的边缘到所述遮挡件之间的径向距离为d，满足：0.1H≤d≤2H。

在一些实施例中，所述第二气体注入机构的出气面高于所述第一气体注入机构的出气面，使所述第二气体注入机构的出气面与所述第一气体注入机构的出气面之间存在一个向上凹陷的台阶。

在一些实施例中，所述遮挡件包括位于上端的径向尺寸一致的直筒部和位于下端的径向尺寸由上至下逐渐增大的喇叭部，所述吹扫通道分布设于所述喇叭部，当所述反应腔内进行气相沉积时，所述直筒部适配地插入在所述向上凹陷的台阶中。

在一些实施例中，所述遮挡件上设有至少一个阻隔件，所述阻隔件为与所述反应腔同轴的筒体，所述阻隔件的上端抵接所述第二气体注入机构，所述阻隔件的下端抵接所述遮挡件的第一侧面，所述阻隔件将所述环形腔由内至外分隔成若干子环形腔，所述第二气体注入机构的出气口与所述子环形腔一一对应连通，使至少两个所述子环形腔输送的所述吹扫气体被独立调控。

在一些实施例中，各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量逐渐增大。

在一些实施例中，各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。

在一些实施例中，所述反应腔的侧壁设有开口，所述开口用于放入或取出所述承载盘，升降机构位于所述反应腔的顶壁或底壁，所述升降机构和所述遮挡件连接，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向上下运动，以使得所述遮挡件遮挡所述开口或露出所述开口。

在一些实施例中，当需要放入或取出所述承载盘时，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向向下运动，使所述开口露出，此时所述直筒部离开所述向上凹陷的台阶；

当在所述反应腔内进行气相沉积时，所述升降机构带动所述遮挡件沿所述旋转轴的轴线方向向上运动，使所述直筒部适配地插入在所述向上凹陷的台阶中，所述遮挡件的顶端与所述第二气体注入机构抵接，所述开口被所述遮挡件遮挡。

附图说明

图1为本发明提供的实施例一种气相沉积设备的剖面结构示意图；

图2为本发明提供的实施例吹扫通道为管状的遮挡件的斜俯视视角的立体结构示意图；

图3为本发明提供的实施例吹扫通道为缝隙段的遮挡件的斜俯视视角的立体结构示意图；

图4为本发明提供的实施例吹扫通道出气口为大开口的遮挡件的斜俯视视角的立体结构示意图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本发明提供的实施例又一种气相沉积设备的剖面结构示意图；

图7为本发明提供的实施例具有旋转吹扫气流通道的遮挡件的斜俯视视角的立体结构示意图；

图8为图7中B处的放大图；

图9为本发明提供的实施例内设有阻隔件的遮挡件的斜俯视视角的立体结构示意图；

图10为本发明提供的实施例气相沉积设备露出反应腔的开口时的剖面结构示意图。

图11为本发明提供的实施例气相沉积设备遮挡反应腔的开口时的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例一

图1为本发明提供的实施例一种气相沉积设备的剖面结构示意图。

参考图1所示，本实施例提供的一种气相沉积设备包括反应腔1、气体注入机构2、承载盘3、旋转轴4和遮挡件5。所述气相沉积设备例如可以是化学气相沉积装置、物理气相沉积装置、等离子体增强气相沉积装置、金属有机物化学气相沉积(MOCVD)装置等。所述反应腔1的横截面一般为圆形或者类圆形结构。其中，所述气体注入机构2包含第一气体注入机构21和第二气体注入机构22，所述第一气体注入机构21位于所述反应腔1顶部的中间区域，用于向所述反应腔1内注入反应气体。所述第二气体注入机构22位于所述反应腔1顶部的外围区域并环绕所述第一气体注入机构21设置。所述反应腔1中设置有所述承载盘3，且所述第一气体注入机构21与所述承载盘3相对设置，所述承载盘3上方形成一反应区6。所述旋转轴4与所述承载盘3连接，用于带动承载盘3在气相沉积期间旋转。所述遮挡件5位于所述反应腔1中，并且环绕所述反应腔1的内侧壁设置。所述遮挡件5与所述反应腔1的内侧壁、所述第二气体注入机构22之间适配地围设成一个环形腔53，所述第二气体注入机构22用于向所述环形腔53中注入吹扫气体。所述遮挡件5与所述第一气体注入机构21适配地围设成一个空间区域，所述空间区域的径向尺寸由上至下逐渐增大，所述遮挡件5的最下端的外径与所述反应腔1的内径相适配。

最为重要的，所述遮挡件5上分布设置有若干吹扫通道51，所述吹扫通道51贯穿所述遮挡件5，所述吹扫通道51将所述环形腔53和所述空间区域导通，以向所述空间区域导入吹扫气体。

在本实施例中，通过在所述反应腔1内侧增加一所述遮挡件5，该遮挡件5与第一气体注入机构21适配地围设成一个径向尺寸逐渐增大且覆盖反应区6的空间区域，此时遮挡件5替代反应腔1的内侧壁暴露在反应区6中，对反应腔内侧壁起到保护作用。遮挡件5与反应腔1的内侧壁、第二气体注入机构22之间适配地围设成一个环形腔53，并在所述遮挡件5上设置所述吹扫通道51，通过第二气体注入机构22向环形腔53中注入吹扫气体，环形腔53中的吹扫气体通过所述吹扫通道51流入至所述反应腔1内，对所述遮挡件5起到吹扫作用，可以有效抑制或改善反应副产物在遮挡件5的内侧壁上沉积，提高设备生长材料的产出效率和质量，延长所述反应腔1的维护周期。

在本实施例中，所述遮挡件5的厚度大于5mm，如此在所述遮挡件5上形成的所述吹扫通道51能具有一定长度，可对流入所述空间区域中的吹扫气体起到导向作用。

在本实施例中，所述遮挡件5位于所述空间区域中的部分大致围设成上小下大的喇叭状结构。所述遮挡件5位于所述空间区域中的部分可以设置为斜面、弧面、曲面、多段倾斜角度不同的斜面、斜面与弧面的结合面、或斜面与曲面的结合面。采用不同形状的遮挡件5，可以使吹扫气体在所述空间区域中的分布更精细化地匹配所述反应腔1的尺寸比例及工艺、气流条件等，进一步提高反应腔1内的气流稳定性。

在一些实施例中，所述遮挡件5的形状使得所述空间区域的轴截面线的两个端点之间的连线(如图1中所示的CD段)与所述旋转轴4的轴线之间成一角度α，所述α满足：0°＜a≤45°，如此使所述遮挡件5位于所述空间区域中的部分大致呈倾斜面，可以使所述遮挡件5上的所述吹扫通道51具备一定方向性，从而使所述吹扫气体的气流速度具备一定方向性。角度α的大小由反应区6的高度H、气体注入机构2的尺寸L及气相沉积工艺条件(如温度、压力、气体流量、转速等)耦合得到。

在本实施例中，所述遮挡件5包括靠近所述反应腔1的内侧壁的第一侧面521和远离所述反应腔1的内侧壁的第二侧面522，所述吹扫通道51从所述第一侧面521贯穿至所述第二侧面522，且所述吹扫通道51不超出所述第二侧面522。如果所述吹扫通道51超出所述第二侧面522而伸入所述反应区6中，则会阻挡反应气体的流动，成为局部扰流的来源。

在本实施例中，所述吹扫通道51的形状包括管状或缝隙段中的任意一种。图2示出了所述吹扫通道51的形状为管状的情形，图3示出了所述吹扫通道51的形状为缝隙段的情形。所述吹扫通道51的形状还可为管状和缝隙段的组合。采用管状的吹扫通道51，便于遮挡件5的加工，且容易获得不同导气方向的吹扫通道51。而采用缝隙段的吹扫通道51，可以增加遮挡件5的吹扫面积。

在本实施例中，所述吹扫通道51的内径为0.2-2mm。

在本实施例中，所述吹扫通道51在所述第二侧面522上形成的出气口的内径大于等于所述吹扫通道51在所述第一侧面521上形成的入气口的内径。也即从所述吹扫通道51的入气口至所述吹扫通道51的出气口，内径不变，或者所述吹扫通道51的出气口的内径大于所述吹扫通道51的入气口的内径。所述吹扫通道51的出气口内径较大的话，可以减少相邻吹扫通道51的出气口之间的面积，增加吹扫面积，由此减少反应副产物在所述遮挡件5上的附着，进一步地，这种情况下，所述吹扫通道51在所述遮挡件5上的排布可以更稀疏，从而降低遮挡件5的加工难度，降低成本。

参考图4和图5所示，在一些实施例中，所述吹扫通道51包括第一通道511和与所述第一通道511连通的第二通道512，所述第二通道512的内径逐渐增大，且大于所述第一通道511的内径。其中，所述第二通道512与所述空间区域导通。在进一步地实施例中，在沿所述吹扫通道51的中心线方向上，所述第一通道511的长度大于所述第二通道512的长度，其中所述第一通道511对吹扫气体起到导向作用，所述第二通道512起到扩口作用，以增加吹扫气体在所述遮挡件5上的吹扫面积。优选地，所述第一通道511的长度大于等于所述第二通道512的长度的2倍，以保证所述第一通道511的导气效果。

在本实施例中，所述吹扫通道51在所述第二侧面522上形成的出气口的面积之和大于等于所述第二侧面522面积的30％，以保证吹扫区域，最大程度减少反应副产物在所述遮挡件5上的附着。

在本实施例中，参考图1至图5，所述吹扫通道51包括垂直吹扫气流通道，所述垂直吹扫气流通道的中心线与所述旋转轴4的轴线平行，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。

需要说明的是，反应腔1中所述第一气体注入机构21与所述承载盘3相对设置，且第一气体注入机构21位于上部、承载盘3位于下部，优选地，所述反应腔1的轴线与所述旋转轴4的轴线重合，即所述反应腔1为正置式垂直流腔室，因此通过对所述吹扫通道51在所述遮挡件5上贯穿的方向进行设计，形成所述垂直吹扫气流通道，所述垂直吹扫气流通道使吹扫气体流入反应腔1的方向沿所述反应腔1的轴线方向向下，即流入至所述反应腔1内的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。这样设计可以使得吹扫气体不会对所述反应区6的气体产生额外的扰动，有效抑制或改善反应副产物在所述遮挡件5的内侧壁上沉积的同时还能减少、抑制所述遮挡件5内侧壁附近涡流的产生。

在本实施例中，所述遮挡件5包围所述承载盘3，且所述吹扫通道51在所述遮挡件5上的分布范围满足：位于所述遮挡件5最下端的所述吹扫通道51形成的吹扫气体出气面不高于所述承载盘3的承载面。进一步地，所述吹扫通道51在所述遮挡件5上的分布范围还覆盖从所述第一气体注入机构21至所述承载盘3的承载面包含的区域的至少部分。优选地，所述遮挡件5上从所述第一气体注入机构21至所述承载盘3的承载面包含的区域均分布有所述吹扫通道51，以保证最大的吹扫面积。以不影响反应气体从所述第一气体注入机构21边缘出气的流场为必要，位于所述遮挡件5上最上端的所述吹扫通道51形成的吹扫气体出气面与反应气体从所述第一气体注入机构21喷出的出气面之间的距离越小越好。定义最上端的所述吹扫通道51形成的吹扫气体出气面与反应气体从所述第一气体注入机构21喷出的出气面之间的距离为h，所述反应气体从所述第一气体注入机构21喷出的出气面与所述承载盘3的承载面之间的距离为H，满足：h≤0.25H。这样可以使得所述承载盘3上方的空间尽量不要留有未吹扫的区域，最大程度地减少反应副产物在所述遮挡件5上附着的可能性。

在一些实施例中，所述承载盘3的边缘到所述遮挡件5之间的径向距离为d，满足：0.1H≤d≤H，所述H定义为所述反应气体从所述第一气体注入机构21喷出的出气面与所述承载盘3的承载面之间的距离。如果d太小，则不利于所述反应腔1内气体的排出，如果d太大，浪费气体，反应气体的利用率不高。

在本实施例中，所述吹扫通道51周向地分布于所述遮挡件5，并沿所述旋转轴4的轴线方向形成多层所述吹扫通道51。

在一些实施例中，相邻周向的所述吹扫通道51在所述第二侧面522上形成的出气口对齐或错位设置。图2示出了出气口错位设置的情况。

进一步地，各层所述吹扫通道51的内径相同，或者，各层所述吹扫通道51的内径从所述反应腔1的顶部至所述承载盘3方向逐渐增大。

在一些实施例中，各层所述吹扫通道51的数量相同，或者，从所述反应腔1的顶部至所述承载盘3方向，最下层的所述吹扫通道51的数量倍数于最上层的所述吹扫通道51的数量。

示例性地，所述遮挡件5上沿所述旋转轴4的轴线方向设置有6圈所述吹扫通道51，每一圈上所述吹扫通道51的数量相同，或者，假设离所述第一气体注入机构21最近的一圈所述吹扫通道51的数量为N个，则从所述反应腔1的顶部至所述承载盘3方向，每一圈上所述吹扫通道51的数量分别为N、2N、3N、4N、5N、6N，或者也可为N、N、2N、2N、3N、3N，或者也可为N、N、N、3N、3N、3N，依此类推还有其他分布方式，在此不再赘述，所述吹扫通道51的具体数量分布由工艺需求的吹扫气体的分布情况而定。

由此，可以通过所述吹扫通道51的尺寸、在所述遮挡件5上的分布密度来精细化调节所述遮挡件5从上至下吹扫气体的分布，在不影响反应腔流场的同时保证最大的吹扫面积。

在一些具体地实施例中，继续参见图1，所述第一气体注入机构21的出气面和所述第二气体注入机构22的出气面持平或大致持平，所述遮挡件5为斜面，将所述空间区域围设成圆台形结构，所述遮挡件5的顶部至所述反应腔1的内侧壁之间的径向尺寸与所述第二气体注入机构22的尺寸相当，当在所述反应腔1内进行气相沉积时，所述遮挡件5的顶部与所述第二气体注入机构22抵接，所述环形腔53的顶部即所述第二气体注入机构22的出气面。所述第一气体注入机构21用于向所述空间区域内输送反应气体，所述第二气体注入机构22用于向所述环形腔53内输送吹扫气体，所述吹扫气体进入所述环形腔53后经所述吹扫通道51导入所述空间区域内，以避免反应副产物在所述遮挡件5内侧壁上的沉积。

在另一些具体地实施例中，由于所述遮挡件5具有一定的壁厚，为了使得最靠近所述第一气体注入机构21的区域即有吹扫气体喷出，参见图6，将所述遮挡件5设置成包括直筒部和喇叭部的结构。其中，所述直筒部位于所述遮挡件5的上端，且其径向尺寸一致，所述直筒部至所述反应腔1的内侧壁之间的径向尺寸与所述第二气体注入机构22的尺寸相当，所述喇叭部位于所述遮挡件5的下端，且其径向尺寸由上至下逐渐增大，所述吹扫通道51分布设于所述喇叭部。为了配合所述遮挡件5的安装，所述第二气体注入机构22的出气面高于所述第一气体注入机构21的出气面，使所述第二气体注入机构22的出气面与所述第一气体注入机构21的出气面之间存在一个向上凹陷的台阶。当在所述反应腔1内进行气相沉积时，所述直筒部适配地插入在所述向上凹陷的台阶中，使所述直筒部的顶端与所述第二气体注入机构22抵接，所述喇叭部与所述第一气体注入机构21配合形成所述空间区域，所述第二气体注入机构22用于向所述环形腔53内输送吹扫气体，所述吹扫气体进入所述环形腔53后经所述吹扫通道51导入所述空间区域内，以避免反应副产物在所述遮挡件5内侧壁上的沉积。

实施例二

参考图7至图8所示，本实施例提供一种气相沉积设备，其与实施例一的相同之处不再赘述，其与实施例一的不同之处在于：实施例一中所述吹扫通道51为垂直吹扫气流通道，也即所述吹扫通道51的中心线与所述旋转轴4的轴线平行，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量。而本实施例中所述吹扫通道51并非为垂直吹扫气流通道，而是为旋转吹扫气流通道，所述旋转吹扫气流通道沿周向以角度β倾斜贯穿所述遮挡件5，使导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度包括轴向分量和切向分量，从而形成旋转吹扫气流，所述旋转吹扫气流通道在所述遮挡件5上沿周向的排布使得所述旋转吹扫气流的旋转方向与所述旋转轴4的旋转方向相同。需要说明的是，为避免导入反应腔中的吹扫气体对反应腔中的流场造成影响，所述角度β应使得导入所述空间区域的吹扫气体的气流速度仅包括轴向分量和切向分量，而不包含径向分量，也即所述吹扫通道51的方向不能在所述反应腔1的径向方向上朝向所述旋转轴4的轴线倾斜。

其中β为：定义经过所述吹扫通道51在所述第二侧面522上形成的出气口的底面形心的关于所述旋转轴4的切平面为所述底面形心所在切平面，所述吹扫通道51的中心线位于所述底面形心所在切平面，所述吹扫通道51的中心线与所述旋转轴4的轴线之间具有角β，所述β≠0°。

在本实施例中，通过采用所述旋转吹扫气流通道在旋转的所述承载盘3附近喷出吹扫气体形成旋转吹扫气流，并且旋转吹扫气流的方向与气相沉积设备中的所述承载盘3在反应过程中的旋转方向一致，所述旋转吹扫气流具有切向的速度和动量，使得所述反应腔1内的流场在边缘区域的流动撞击混合及流线转向过程更平稳，由此抑制所述反应腔1内涡流的产生，使得所述反应腔1流场的层流特性更加稳定。

在一些实施例中，位于所述遮挡件5最下层的所述旋转吹扫气流通道的角β大于等于位于所述遮挡件5最上层的所述旋转吹扫气流通道的角β，或者沿所述遮挡件5由上至下，所述旋转吹扫气流通道的角β逐渐增大。这样可以在使得所述反应腔1内的流场在边缘区域的流动撞击混合及流线转向过程更平稳的同时，减少对位于所述反应腔1上部的流场的影响。

优选地，所述吹扫气体的气流速度的切向分量与轴向分量的比例不宜过大，否则会对反应区的气流造成较大影响，不利于均衡注入所述反应腔1的反应气体。优选地，0°＜β≤60°。

实施例三

本实施例提供一种气相沉积设备，与实施例一和实施例二不同的是，所述吹扫通道51为垂直吹扫气流通道和旋转吹扫气流通道的组合。

需要说明的是，由于所述承载盘3高速旋转，靠近所述承载盘3的区域才需要旋转吹扫气流，以减小涡流，所以优选地，在所述遮挡件5上靠近所述承载盘3的周向区域设置所述旋转吹扫气流通道。又由于所述气相沉积设备的反应腔1为垂直流腔室，为避免对所述反应腔1的流场造成影响，除了靠近所述承载盘3的周向区域的所述吹扫通道51设置为所述旋转吹扫气流通道外，所述遮挡件5上其他区域的所述吹扫通道51均设置为所述垂直吹扫气流通道。

实施例四

本实施例提供的一种气相沉积设备，其结构与实施例一至三中任意一种气相沉积设备类似。在本实施例中，参照图1、图2及图6，所述环形腔53中的吹扫气体被统一调控，所述环形腔53中通入同一种吹扫气体，所述吹扫气体进入所述环形腔53内会被统一分配，然后通过所述遮挡件5上的各个所述吹扫通道51排出。因此由所述环形腔53输送至所述吹扫通道51中的吹扫气体的种类和组分均相同。需指出的是，上述同一种吹扫气体并非指单一气体种类，而是指由各个所述吹扫通道51输送至所述反应腔1中的气体相同，其可以是单一气体，也可以是混合气体，所述吹扫气体相互之间不发生反应，或者所述吹扫气体相互之间反应但不生成所述目标产物。示例性地，对于III-V族MOCVD而言，所述吹扫气体可包括H2、N2和惰性气体中的一种或多种，也可为V族氢化物源气体和载气。

在所述第二气体注入机构22向所述环形腔53中通入吹扫气体之前还设有控制单元(未图示)，如阀门、质量流量控制器、压力控制器等，控制单元对所述环形腔53中的吹扫气体进行统一调控，由此使得所述吹扫通道51中的吹扫气体的种类和组分均相同。

实施例五

本实施例提供一种气相沉积设备，与实施例四的差别在于，参考图9，所述遮挡件5上设有至少一个阻隔件54，所述阻隔件54为与所述反应腔1同轴的筒体，所述阻隔件54的上端抵接所述第二气体注入机构22，所述阻隔件54的下端抵接所述遮挡件5的第一侧面521，所述阻隔件54将所述环形腔53由内至外分隔成若干子环形腔531，所述第二气体注入机构22的出气口与所述子环形腔531一一对应连通，使至少两个所述子环形腔531输送的所述吹扫气体被独立调控。

在一些实施例中，当所述阻隔件54为多个时，所述阻隔件54在所述反应腔1的径向上由内至外同轴分布，且所述阻隔件54在所述反应腔1的轴向上的高度由内至外逐渐增加。

所述阻隔件54将所述环形腔53由内至外分隔成若干子环形腔531，相应的，所述阻隔件54使得所述遮挡件5由上至下划分为多个子区域，各子区域中对应设置多个所述吹扫通道51，在所述第二气体注入机构22向所述环形腔53中通入吹扫气体之前还设有控制单元(未图示)，如阀门、质量流量控制器、压力控制器等，通过控制单元单独调控各个所述子环形腔531输送的所述吹扫气体，从而使得至少两个所述子区域中所述吹扫通道51输送的所述吹扫气体被独立调控。

进一步地，各所述子环形腔531中输送的所述吹扫气体的流量相等，或由内至外各所述子环形腔中输送的所述吹扫气体的流量逐渐增大。如此，使得由上至下，各子区域中经所述吹扫通道51向所述空间区域中导入的所述吹扫气体的流量相等，或由上至下各所述子区域中经所述吹扫通道51向所述空间区域中导入的所述吹扫气体的流量逐渐增大。

在一些实施例中，各所述子环形腔531中输送的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由内至外各所述子环形腔531中输送的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。如此，使得由上至下，各子区域中经所述吹扫通道51向所述空间区域中导入的所述吹扫气体的平均分子量相等，或由上至下各所述子区域中经所述吹扫通道51向所述空间区域中导入的所述吹扫气体的平均分子量逐渐增大。

需要说明的是，在本实施例中，通过在所述遮挡件5上设置所述阻隔件54，将所述环形腔53由内至外分隔成若干子环形腔531，使吹扫气体在进入反应区后分布更适宜，进一步精细化调节所述遮挡件5从上至下吹扫气体的分布，从而可以更精细化地匹配反应腔1的尺寸比例及工艺、气流条件等，大大提高了反应腔1内的气流稳定性。

实施例六

本实施例提供一种气相沉积设备，其结构与实施例一至五中任意一种气相沉积设备类似，差别在于，参考图10和图11所示，在本实施例中，所述反应腔1的侧壁设有开口11，所述开口11用于放入或取出所述承载盘3，升降机构(图中未示出)位于所述反应腔的顶壁或底壁，所述升降机构和所述遮挡件5连接，所述升降机构带动所述遮挡件5沿所述旋转轴4的轴线方向上下运动，以使得所述遮挡件5遮挡所述开口11或露出所述开口11，方便所述承载盘3取放。

在本实施例中，当需要放入或取出所述承载盘3时，参考图10，所述升降机构带动所述遮挡件5沿所述旋转轴4的轴线方向向下运动，使所述开口11露出，使所述承载盘3可通过所述开口11取出。当需要在所述反应腔1内进行气相沉积时，参考图11，所述升降机构带动所述遮挡件5沿所述旋转轴4的轴线方向向上运动，使所述遮挡件5与所述第二气体注入机构22抵接，此时，所述遮挡件5与所述反应腔1的内侧壁、所述第二气体注入机构22之间适配地围设成所述环形腔53，所述遮挡件5与所述第一气体注入机构21适配地围设成所述空间区域，所述空间区域覆盖所述反应区6，所述开口11被所述遮挡件5遮挡，所述第一气体注入机构21向所述空间区域内注入反应气体，此时可在所述反应腔1内进行沉积反应，所述第二气体注入机构22向所述环形腔53中注入吹扫气体，吹扫气体经所述吹扫通道51进入所述空间区域，以对所述遮挡件5进行吹扫。

在一种实施例中，参考图1所示，当所述第一气体注入机构21的出气面和所述第二气体注入机构22的出气面持平或大致持平，所述遮挡件5为斜面，将所述空间区域围设成圆台形结构，所述遮挡件5的顶部至所述反应腔1的内侧壁之间的径向尺寸与所述第二气体注入机构22的尺寸相当。

当需要在所述反应腔1内进行气相沉积时，所述升降机构向上运动，将所述遮挡件5的顶部与所述第二气体注入机构22抵接，所述环形腔53的顶部即所述第二气体注入机构22的出气面，所述开口11被所述遮挡件5遮挡。然后所述第一气体注入机构21用于向所述空间区域输送反应气体，所述第二气体注入机构22用于向所述环形腔53内输送吹扫气体，所述吹扫气体进入所述环形腔53后经所述吹扫通道51导入所述空间区域内，以抑制或避免反应副产物附着在所述遮挡件5的内侧壁上。

当需要放入或取出所述承载盘3时，所述升降机构带动所述遮挡件5沿所述旋转轴4的轴线方向向下运动，所述第二气体注入机构22与所述遮挡件5的顶端分离开，继续下降，直至使所述开口11露出，使所述承载盘3可通过所述开口11取出。

在另一种实施例中，参考图10和图11所示，由于所述遮挡件5具有一定的壁厚，为了使得最靠近所述第一气体注入机构21的区域即有吹扫气体喷出，将所述遮挡件5设置成包括直筒部和喇叭部的结构。其中，所述直筒部位于所述遮挡件5的上端，且其径向尺寸一致，所述直筒部至所述反应腔1的内侧壁之间的径向尺寸与所述第二气体注入机构22的尺寸相当，所述喇叭部位于所述遮挡件5的下端，且其径向尺寸由上至下逐渐增大，所述吹扫通道51分布设于所述喇叭部。适配地，为了配合所述遮挡件5的安装，所述第二气体注入机构22的出气面高于所述第一气体注入机构21的出气面，使所述第二气体注入机构22的出气面与所述第一气体注入机构21的出气面之间存在一个向上凹陷的台阶。

当需要在所述反应腔1内进行气相沉积时，所述升降机构向上运动，将所述直筒部适配地插入在所述向上凹陷的台阶中与所述第二气体注入机构22抵接，此时所述开口11被所述遮挡件5遮挡，所述喇叭部与所述第一气体注入机构21配合形成所述空间区域。然后所述第一气体注入机构21用于向所述空间区域内输送反应气体，所述第二气体注入机构22用于向所述环形腔53内输送吹扫气体。

当需要放入或取出所述承载盘3时，所述升降机构带动所述遮挡件5沿所述旋转轴4的轴线方向向下运动，所述直筒部离开所述向上凹陷的台阶，第二气体注入机构22与所述遮挡件5分离开，所述升降机构带动所述遮挡件5继续下降，直至使所述开口11露出，使所述承载盘3可通过所述开口11取出。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。