專利名稱：將反應氣體引入反應室的設備及應用該設備的外延反應器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將反應氣體引入反應室的設備及使用該設備的外延反應器。
背景技術：
正如人們所知的，外延反應器是用來在種晶或基片上以有序且均勻的方式沉積材料層的設備。
這些設備用來向微電子行業提供"薄片(slices)",微電子行業用它們來生產電器元件，尤其是生產集成電路。
外延反應器具有一個反應室，所述反應室在外延生長過程中保持較高的溫度。反應氣體被引入反應室內，發生反應并生成外延沉積在種晶或基片上的材料。反應氣體和反應室的溫度主要取決于沉積的材料。例如，如果沉積的是硅(化學符號為Si)，溫度通常會從600℃變到1300°C,如果沉積的是碳化硅(化學符號為SiC)，溫度通常會從1500℃變到2500℃。
在上述高溫下，當反應氣體處于反應室內時會發生分解。
然而，已經注意到，反應氣體在進入反應室之前也傾向于部分地分解；這種現象，取決于反應氣體，取決于外延反應器的設計，還取決于外延反應器內尤其是反應室內的溫度。
這種分解可能會引起沿氣體管道尤其是在反應室附近的寄生沉積(spurious depositions)(例如珪)，而且隨著時間的推移，還可能導致管道完全阻塞。
如果沉積的物質不是化學元素(例如硅或鍺)，而是由先驅氣體(precursor gases)之間反生化學反應所產生的化合物(如砷化鎵或碳化硅或氮化鎵)，先驅氣體的分解可能會引起材料的液體或固體顆粒的沉積(例如碳化硅)，所述材料可能是沿著管道沉積和/或積累。
上述現象可能阻礙外延沉積過程中以最合適的濃度及溫度運送化 學物的物種，并因此降低這一過程的效率。
在此引用專利申請WO2004111316結合在本申請中，該申請描述 了一種外延反應器，其特別適于在高溫下通過外延沉積使碳化硅塊生 長，所述高溫通常在2000。C和2400。C之間。在這個特殊的反應器里， 在隔開的位置并通過單獨的管道將含碳的反應氣體和含硅的反應氣體 引入反應室中。
在高溫下在用于碳化硅的外延淀積的反應器里，反應氣體過早分 解的問題尤為突出，特別是在含硅的反應氣體例如SiH4的情況下。
發明內容
本發明的大致的目標是，提供一個解決外延反應器內反應氣體(在 不合適的地點)分解問題的技術方案。
本發明的更具體的目標是，提供一個解決用于在高溫下在碳化硅 的外延沉積的外延反應器內含硅的反應氣體(在不合適的地點)分解 問題的技術方案。
這些目標和其他目標通過具有所附權利要求所描述的特征的設備 和反應器來實現。
形成本發明基礎的構思是在進入反應室之前適當地冷卻反應氣體。
具體地，根據本發明，沿著從反應氣體儲存室到反應室的整個傳 輸路徑，反應氣體都保持低于其分解溫度的溫度；傳輸路徑的最關鍵 的部分是反應室附近的部分，其中在外延沉積過程中所述反應室非常 熱。
根據本發明的另一個方面，本發明還涉及一種用于將反應氣體引 入外延反應器的反應室中的方法。
從下面結合附圖所做的描述中將更清楚地理解本發明，其中
圖1示出了根據本發明的設備的示意性橫截面圖2A示出了根據本發明的設備的元件的實施例的第一個例子的
示意性橫截面圖2B示出了根據本發明的設備的元件的實施例的第二個例子的 示意性橫截面圖；和
圖3示出了根據本發明的外延反應器的一部分的示意性橫截面圖。
說明書和附圖都僅僅是作為舉例，而不是對發明進行限制。
具體實施例方式
圖1示出了設備的實施例的一個例子，用附圖標記l表示整個設 備。示出的設備l在圖3中也部分地示出了，其中圖3中的設備1插 在外延反應器4的內側，并且起到將反應氣體特別是硅化氫(SiH4) 引入到反應室40中的作用。
設備1設置(envisage)用附圖標記2表示的用于輸送反應氣體 的供應管道，和用附圖標記3整個表示的冷卻構件。
在圖l的實施例中，構件3包括殼體，該殼體通過圓柱形部分32 界定出腔室30，其中圓柱形部分32在第一側終止于蓋部31，在第二 側終止于圓盤33。
管道2在殼體3的內側和外側延伸，穿過蓋部31，尤其是穿過蓋 部31上的孔，穿過圓盤33,特別是穿過其上的孔。蓋部31和圓盤33 密封在管道2上；由于這些零件一般是用金屬制成的，密封一般是通 過焊接來完成的，因此在高溫下確保密封是沒有問題的。
圓盤33具有進入開口 34和排出開口 35;此外，還具有與開口 34 相連并在殼體3中延伸得較遠的循環管36，和在殼體3內延長一小段 的排放管37。設想冷卻流體，例如氫氣或水，通過管子36進入殼體3 的腔室30中，在腔室30里循環，并通過管子37從腔室30中流出來。
在根據圖1的實施例中，管道2從殼體3頂部在蓋部31所處的一 側伸出一小段，在底部、在圓盤33所處的一側上伸出一大段。
根據圖1的實施例的第一個變型，如圖2A所示，管道2從殼體3 的頂部伸出一小段，管道2上安裝有管嘴21A。
根據圖1的實施例的第二個變型，如圖2B所示，管道2并不從
殼體3的頂部伸出，在殼體3上特別是在蓋部31的凹進部分的內側安 裝有管嘴21B。管道2在這個凹進部分的內側。
圖3僅示出了反應器4的一部分，該反應器4是根據本發明的外 延反應器的實施例的一個例子；例如能從專利申請WO2004111316的 附圖3中看到的那樣，可以構建反應器的其余部分。
在這里附圖中，可以看到反應室40的壁41尤其是底壁；壁41 上具有用于含硅的反應氣體特別是SiH4進入的開口 42，和六個用于 含碳的反應氣體進入的開口 43 (其中在圖中只可以看見兩個)，含碳 的反應氣體一般是氣態的碳氫化合物，特別是氫含量低的C2H4。有必 要考慮將例如與氫氣和/或氦氣和/或氬氣混合的反應氣體引入反應 室。
在開口42的區域里，壁41做成非常特殊的形狀；其中設有雙喇 p八型的孔和凹入部分， 一個喇p八口在一側上， 一個喇叭口在另一側上， 凹入部分特別是具有基本上圓柱體形狀而且直徑遠大于孔的直徑(比 如兩倍大)。
在反應室40內，在開口 42的區域中有一加熱室，其基本上由圓 頂5形成；但是，壁41的凹入部分也充當加熱室；加熱室對于蒸發/ 升華(sublimating)任何液體/固體顆粒特別是硅也是有效的，所述硅 可能已經形成在所述加熱室的上游。通過開口特別是位于圓頂底部、 接近或妣鄰壁41的開口 ，圓頂5與反應室40連通。
如能從圖3中注意到的，熱的氣體尤其是SiBU，以較低的速度沿 著與壁41基本上平行的方向從圓頂5出來；這樣，然后氣體均勻地沿 反應室40上升，并且是沿著反應室40的整個橫截面上升。
在反應室40內，在每個開口 43附近有一個煙道氣管44; 一旦含 碳的反應氣體從煙道氣管44里出來，并因此到達反應室40的中心區 域后，就與含硅的反應氣體接觸。在根據圖3的反應器里，在達到反 應室40的中心區域之前，含硅的反應氣體實際上并不與游離碳(free carbon)接觸，因此在這個區域之前，實際上并沒有生成碳化硅，特 別是碳化硅的固體顆粒。
設備1位于反應室40的外部，在開口42的附近；設備1與壁41 不接觸；在設備1的頂端尤其是管道2的頂端和壁41之間限定出一環 形區域。
設備1被第一管子6包圍，但并不與其接觸；壁41在頂部封閉管 子6,并且管子6通過上述環形區域與反應室40相通。
第一管子6被第二管子7包圍，但并不與其接觸；壁41在頂部封 閉管子7，并且管子7通過開口 43和煙道氣管44與反應室40相通。
總之，根據本發明的設備l包括氣體供應管道，和位于氣體供 應管道的一端的冷卻構件，冷卻構件能夠冷卻氣體供應管道，從而冷卻在其內部流動的氣體。
因此，它由冷卻注入設備組成；這樣，就有可能避免或極大地限 制在進入反應室前反應氣體的分解，因此也能避免沿管道的寄生沉積。 顯然，冷卻構件具有阻止來自反應室40的熱量(主要是由于幅射)加 熱通過適當管道從相應的罐供應的反應氣體的功能，因此，有利于將 反應氣體保持在足夠低的溫度，即高于罐內的存儲溫度，但低于分解 溫度。
這一設備設計用于在反應室內發生反應并生成外延沉積材料的氣 體，即先驅氣體。
有利地是這種設備設計用于單一的反應氣體，并因此在設備內提 供單個供應管道。這樣，反應氣體的溫度可適應于所使用的特定的反 應氣體，設備可以布置得非常接近特定反應氣體進入反應室的開口 ， 因此，可以控制反應氣體的溫度，直到反應氣體進入反應室前不久， 而且設備可適應特定的反應氣體進入反應室的開口所處的區域中反應 室的結構和溫度。
利用包圍供應管道一端的殼體，可易于且有效地形成冷卻構件。
在這種情況下，有可能設想成使殼體界定出一腔室，并且殼體包 括使冷卻流體能夠進入腔室、在里面循環并從腔室流出的構件。
冷卻流體可以是氣態的或液體態的；通常情況下，液態流體能夠 使熱更快地移動。所使用的冷卻氣體包括氫、氮、氦、氬或它們的
混合物。可用的液體主要包括水；或者有可能用承受更高的溫度的透 熱油(diathermic oil),透熱油可以在高溫下使用且不產生高壓(水在 低溫下沸騰，生成蒸汽并因此在管道內產生高壓)。
一個有趣的可能性是在將冷卻流體提供給根據本發明的設備1之 前，尤其是在使冷卻流體進入設備的腔室前，冷卻該冷卻流體；這樣， 有可能更好地冷卻在供應管道內流動的氣體；在這種情況下，顯然， 適于檢查冷卻流體流動的流量和/或溫度。冷卻流可以冷卻到0。C以下， 特別是在-5(TC至-150。C之間的溫度；適當的是，選擇這樣一種溫度， 以避免供應管道內流動的氣體凝結在管道上；例如，以硅烷(SiHU) 為例子，冷卻流體的冷卻溫度不低于-110。C (硅烷的冷凝溫度)是合 適的。例如，氮是一種容易獲得并且很適于容易預冷的冷卻流體。
為了獲得冷卻流體在腔室內的循環，有可能在殼體上設計至少一 個進入開口和至少一個排出開口 。
從結構的角度來看，對殼體來說具有基本上圓柱形的形狀，并且 殼體的軸線和供應管道的軸線基本平行是方便的；如圖l所示的實施 例，如果兩個軸線基本重合，管道的冷卻更均勻。
有利地是，如根據圖1和圖3的實施例中所示，殼體可在一側終 止于蓋部，特別是在適于靠近反應室入口布置的一側；這樣的蓋部尤 其有利于冷卻流體的循環。
在圖示的實施例中，蓋部基本上是半球形，并且具有從其頂部伸 出的供應元件2、 21A、 21B。可選地，蓋部可有利地變長或變尖，即 在反應室的方向上呈尖頂形狀，并且不具有伸出的供應元件。
有利地是，殼體上的開口形成在殼體的與蓋部相對的一側上，如 根據圖l的實施例中所示；這種布置有利于冷卻流體的循環；此外， 它可以4吏冷卻流體入口和出口遠離反應室的壁。在外延沉積過程中， 所述壁非常熱。
為了利于并使殼體內冷卻流體的循環更有秩序，有可能設計一循 環管道，所述循環管道與進入開口相連、并且在殼體內從進入開口延 伸到腔室中，優選地延伸至蓋部，如根據圖1的實施例中的管子36一樣。
有利地是，根據本發明的這樣一個循環管36包圍設備的供應管道 2，循環管36優選與供應管道2同軸；這個特征在附圖中未示出。
可選地，例如，有可能在殼體內設計隔板，所述隔板基本上沿整 個殼體長度延伸；這種選擇略微不便于實現，因為它要求在殼體內插 入并固定(例如通過焊接)隔板。
如果循環管也在殼體外延伸是有利的；這樣，就有可能在遠離反 應室的區域內將傳統類型的管道連接在一起。
供應管道伸出冷卻室，特別是伸出殼體，優選地在一側延伸出一 小段，在第二側延伸一大段；當設備安裝到反應器內側時，第一側是 靠近反應室的壁的一側。這樣，直到進入反應室前不久，管道內流動 的氣體都保持冷卻，殼體與反應室的壁略微隔開，因此殼體稍有加熱， 并且與反應器的正常管道的連接處也位于離反應器很遠處。從第一側 伸出的距離例如可以是10mm到20mm;從第二側伸出的距離例如可 以是100mm到200mm;考慮殼體長度例如可以是100mm到200mm。
必須要考慮的事實是，根據本發明的設備的元件靠近反應器的裝 置，所述反應器具有非常高的溫度(視情況而定，反應室及其壁也可 能達到600 。C至2500。C的溫度)。
也必須記住的是，根據本發明的設備，在它的包括圖l所示的實 施例在內的許多實施例中，具有相當簡單的結構，從而例如可以通過 機械精加工零件的焊接用金屬制成；用石英或石墨制造會復雜 一 些。
基于上述兩方面的考慮，供應管道和/或循環管和/或殼體有利于 用從由鉭、鈮、鉬、鎢、釩、鉻或高溫鉻鋼組成的材料組中選出的金 屬制造；這些材料都是耐高溫而且耐化學的材料。
如參考圖3可以理解的，供應管道2從靠近反應室40的壁41的 冷卻構件伸出，所述供應管道2的末端是根據本發明的設備加熱程度 最嚴重的一部分。受加熱影響非常大的另一部分是殼體3的蓋部；不 過，蓋部主要是在其外表面通過輻射接收熱量，并將熱量釋放給在其 內表面的冷卻流體。
基于上述兩方面的考慮，考慮提供一個管嘴，所述管嘴能通過入 口將反應氣體輸送到反應室內，所述管嘴安裝在供應管道的一端(能 夠靠近入口安置在反應室內的一端)和/或供應管道的下游的殼體上。圖2示出了實現這一教導的兩種可能的方式。這樣，管嘴可以用非常 難熔和惰性的材料制成，優選材料是石墨或石英，同時不存在結構上 的問題；如果用石墨，如果必要，可以進行涂覆上例如碳化珪或碳化 鉭的涂層。此外，如果在管嘴上形成材料的寄生沉積，可以以很低的 成本容易地替換管嘴；該"臟"的管嘴可以進行清洗或丟棄掉。
如已經提到的，本發明還涉及外延反應器。
總之，這種外延反應器配備有反應室；此外，它包括根據本發明 的注入設備和裝置，它們能夠引起設備的供應管道內反應氣體的流動， 以將反應氣體引入反應室。
如已經提到的，根據本發明，該設備最好是采用單一的反應氣體； 已被證實該設備特別適用于如珪烷(silanes )、氯硅烷(chlorosilanes ) 和有機硅烷(organosilanes)的反應氣體，在碳化硅的外延沉積過程 中，上述氣體可以很好地用作先驅氣體；此外，這種設備也能有利地 用于其他半導體材料(如氮化鎵)、對溫度非常敏感如有機金屬化合物 (如三甲基鎵)的先驅氣體。
值得注意的是，該設備通常用于例如與氫和/或氦和/或氬和/或鹽 酸組合起來注入含有反應氣體的氣體混合物。
典型地，根據本發明的反應器包括能引起設備的腔室內冷卻流體， 尤其是循環管內的冷卻流體流動的構件。
設計將該設備安放在至少一個管子，如根據圖3的實施例中的管 子6里是有利的；優選地，該設備特別是設備的殼體，與這種管子不 接觸。
從結構的角度來看，如果設備的軸線和這種管子的軸線基本上平 行，這將是便利的；如果兩條軸線基本上重合，如根據圖3的實施例 所示，實現軸對稱從各種意義上來說，即從機械、熱力學和流體動力 學的角度來看都是有利的。
上述管子設計成用來接收氣流。因此，在這種情況下，該反應器設置能使氣體在所述管子內流動的構件。可以使用的氣體包括氬、 氦、氬、鹽酸或它們的混合物。
這個管子特別是在其接近反應室的區域內承受高溫；必須要考慮 的是，管子也可能直接與反應室的壁接觸，如根據圖3的實施例中的 管子6。因此，管子必須用耐火材料制成；由于其形狀簡單，可能用 石墨或石英制成，這取決于溫度；如果必要，可在石墨上涂敷一層優 選為碳化硅或碳化鉭的惰性和耐火材料。對于遠離反應室的區域，也 可能用不太耐熱的材料，如用于注入設備的金屬。
這個管子通常與反應器的反應室連通，如根據圖3的實施例中的 管子6，這樣氣流終止在反應室內。
在外延反應器內，由壁界定反應室，這些壁中至少有一個具有用 于反應氣體進入的開口 。
根據本發明，確定注入設備的位置以使得其供應管道出現在所述 開口的附近是合適的；在根據圖3的實施例中，管子2設置在開口42 的附近。有利的是，供應管道并不伸進反應室內；如果管子不接觸反 應室的壁，這也是有利的；這樣，管子加熱的就少，而且或許沿所述 管子的寄生沉積也少。
對于要獲得最好效果來說，與注入設備相對應的壁上的開口的形 狀很重要。在根據圖3的實施例中，首先開口的直徑逐步縮小(氣流 的速度相應增加)，然后開口的直徑突然增大，最后開口的直徑急劇增 大。所得到的效果是防止或限制開口區域中的寄生沉積。
如果管子端部由反應室的壁封閉，上述管子(在圖3的實施例中 的管子6)的效果最大；這樣，沿管子移動的氣流終止于反應室內。 一種可能性是，將這種管子布置成直接與反應室的壁接觸，例如根據 圖3的實施例。另一種可能性是，在這種管子和壁之間放置一個用耐 火材料優選惰性材料制成的裝置；如果這一裝置也是用隔熱材料制成， 這種管子可以用不太耐熱的材料制成。
沿這個管子移動的氣流可用來冷卻在外側上的注射器，特別是， 是來冷卻在外側上的注射器的殼體。
此外，沿這個管子移動的氣流可以極為有利地用來將反應氣體(流 出注入設備的供應管道)和在反應室的壁上界定進入開口的表面在熱方面和/或實體上隔絕開；因此，這個進入開口的直徑優選地大于供應 管道的直徑。
這個特征出現在根據圖3的實施例中；從這個附圖中能理解到， 從管子6中出來的氣流傾向于包圍從管道2出來的氣流，這樣防止后 者與開口 42的壁接觸或使接觸變得困難。此外，有可能在管道2端部 之緊前或緊后形成的任何液體或固體顆粒，通過管子6里出來的氣流 輸送到反應室，從而防止或限制了它們沉積在開口 42的壁上的可能 性；通過縮小開口 42的直徑，從而增大氣流的速度進一步加強這種作 用。注入設備賦予反應氣體的冷卻效應與后來緊接著的快速加熱有利 地結合起來。
為了這個目的，根據本發明的反應器可以包括位于注入設備下游 的加熱單元；由于反應氣體的分解，這個單元能夠蒸發任何液體或固 體顆粒。典型地，如果在注入設備的供應管道內流動的反應氣體是硅 烷或氯硅烷或有機硅烷，能形成液體的硅烷微粒；存在碳的情況下， 能形成碳化硅的固體顆粒。
這個加熱單元可位于反應室的進入開口處，并且優選位于反應室 里，如根據圖3的實施例所示；這樣，就有可能利用所述反應室的熱 量。
圖3所示的圓頂5基本上與反應室的溫度相同，并接收來自管道 2和管子6的氣流；這些氣體在慢慢進入實際的反應室之前，在圓頂5 下面迅速加熱；這樣任何液體或固體顆粒都蒸發掉，在任何情況下防 止其進入反應室。這些氣體的加熱也是由開口 42的末端輔助完成的， 所述開口 42具有很寬的流動截面。
如上所述，例如利用液態氮(因此溫度低于-19(TC )預冷所述冷 卻流體，特別是氣態氮，這可能是有利的。要達到這個目標，在進入 根據本發明的設備之前，希望至少一部分冷卻流體流入冷卻管；這種
冷卻管有利地浸入低溫浴中，即液態氮中。氣態的冷卻流體的流量可以用例如MFC (質量流量控制器)設備進行檢測。氣態的冷卻流體的 溫度例如可以用穿過冷卻管的熱交換值的變化進行檢測；這樣就有可 能獲得在0℃至-100℃之間每個期望溫度下的氣態氮流量(在液體氮浴 室的幫助下)，并冷卻在根據本發明的設備的供應管道內流動的硅烷， 從而避免了供應管道內硅烷的凝結。
在上文所述的反應器的幫助下，有可能實施一種將反應氣體特別 是硅烷或氯硅烷或有機硅烷引入外延反應器的反應室的方法。這個方 法的第一步也是基礎的一步在于，在反應氣體進入反應室之前通過冷 卻設備保持反應氣體是冷的，優選地是在300℃以下。
這個溫度取決于所用的反應氣體；例如，在使用有機硅烷的情況 下，這個溫度必須特別低， 一般只有幾十攝氏度。
非常有利的第二步在于，通過加熱設備在進入反應室的入口附近 將反應氣體加熱到1500℃以上，優選1800℃以上；這樣，有可能有效 地蒸發/升華氣流中的任何液體/固體顆粒。
如果在冷卻設備和加熱設備之間，氣體受到很高的平均溫度梯度 作用，該梯度優選在300℃/cm到600℃/cm之間，在進入反應室的入 口的上游形成液體或固體顆粒的概率非常低，特別是對于上面提到的 反應氣體。
最后，有利的是提供第一氣流，其中包括反應氣體；和在進入反 應室的入口的附近圍繞第一氣流以致將反應室在熱方面和/或實體隔 離開的第二氣流，其中第二氣流優選包括氫氣和/或氦氣和/或氬氣和/ 或鹽酸。
權利要求
1.一種用于將反應氣體引入外延反應器(4)的反應室(40)中的設備(1)，其包括-氣體供應管道(2)和-冷卻構件(3)，所述冷卻構件(3)位于供應管道(2)的一端，并能冷卻供應管道(2)及由此冷卻在其內流動的氣體。
2. 如權利要求l所述的設備，其特征在于，其包括供應單一反應 氣體的單個管道(2)。
3. 如權利要求1或2所述的設備，其中冷卻構件(3)包括殼體 (31、 32、 33)，所述殼體包圍供應管道(2)的一端。
4. 如權利要求3所述的設備，其中殼體(31、 32、 33)界定出腔 室(30)，并且包括用于允許冷卻流體進入腔室(30)、在腔室(30) 里面循環并從腔室(30)流出的裝置(34、 35、 36)。
5. 如權利要求4所述的設備，其中冷卻流體是氣態的或液態的。
6. 如權利要求4或5所述的設備，其中所述裝置包括進入開口 ( 34 ) 和排出開口 (35)，所述開口形成于殼體(31、 32、 33)中。
7. 如權利要求3至6中任一項所述的設備，其中殼體(31、 32、 33)具有基本上圓柱體(32)的形狀，殼體(31、 32、 33)的軸線與 供應管道(2)的軸線基本上平行，優選為基本上重合。
8. 如權利要求7所述的設備，其中殼體(31、 32、 33)在一側終止于蓋部(31)。
9. 如權利要求6和8所述的設備，其中所述開口 (34、 35)形成于殼體(31、 32、 33)與蓋部(31)相對的一側(33)上。
10. 如權利要求6或7或8或9所述的設備，其特征在于，其包 括與進入開口 (34)連接、并在殼體(31、 32、 33)內從進入開口 (34) 延伸到腔室(30)中并優選為延伸遠至蓋部(31)的循環管(36)。
11. 如權利要求10所述的設備，其中循環管(36)還延伸到殼體 (31、 32、 33)外側。
12. 如上述權利要求中任一項所述的設備，其中供應管道(2)從 冷卻構件(3),特別是從殼體(31、 32、 33)上在第一側延伸一小段， 在第二側延伸一大段。
13. 如上述權利要求中任一項所述的設備，其中能輸送所述氣體并優選地由石墨或石英制成的管嘴(21A、 21B)安裝在供應管道(2) 的一端，和/或安裝在供應管道(2)下游的殼體(31、 32、 33)上。
14. 如上述權利要求中一項或多項所述的設備，其中供應管道(2) 和/或循環管(36)和/或殼體(31、 32、 33)用從由鉭、鈮、鉬、鵠、 釩、鉻或高溫鉻鋼組成的組中選出的金屬制成。
15. —種具有反應室(40)的外延反應器(4),其特征在于，其包括如權利要求1至14中任一項的設備(1 )，和能引起設備(1)的供應管道(2)內的反應氣體流動，以致將反應氣體引入反應室(40) 中的裝置。
16. 如權利要求15所述的外延反應器，其中所述反應氣體是硅烷或氯珪烷或有機珪烷。
17. 如權利要求15或16所述的外延反應器，其特征在于，其包括能使冷卻流體流進設備(1 )的腔室(30 )，特別是流進循環管(36 ) 內的裝置。
18. 如權利要求15或16或17所述的外延反應器，其中設備(l) 容納在至少一個管子(6)里。
19. 如權利要求18所述的外延反應器，其中設備(1)與管子(6)不接觸。
20. 如權利要求18或19所述的外延反應器，其中設備(l)的軸線與管子(6)的軸線基本上平行，優選為基本上重合。
21. 如權利要求18或19或20所述的外延反應器，其特征在于，其包括能使氣體在管子(6)里流動的裝置。
22. 如權利要求21所述的外延反應器，其中所述裝置能使氫和/或氦和/或氬和/或鹽酸在管子(6)里流動。
23. 如權利要求18至22中任一項所述的外延反應器，其中管子(6)由石英或石墨制成，特別是涂覆一層優選為碳化硅或碳化鉭的惰 性和難熔材料。
24，如權利要求18至23中任一項所述的外延反應器，其中管子 (6)與反應室(40)連通。
25.如權利要求15至24中任一項所述的外延反應器，其特征在 于，其包括界定出反應室(40)的壁，其中反應室的一個壁(41)具 有進入開口 (42)，設備(1)的供應管道(2)出現在所述進入開口 (42) 附近。
26，如權利要求25所述的外延反應器，其中供應管道(2)不延 伸到反應室(40)的內側。
27. 如權利要求25或26所述的外延反應器，其中管子(6)的一 端由所述壁(41)封閉。
28. 如權利要求25或26或27所述的外延反應器，其中進入開口 (42)的直徑大于供應管道(2)的直徑。
29. 如權利要求15至28中任一項所述的外延反應器，其特征在 于，其包括設備(1)下游的加熱圓頂(5)。
30. 如權利要求29所述的外延反應器，其中加熱圓頂(5)位于 反應室(40)的進入開口 (42)附近，優選地位于反應室(40)內。
31. —種用于將反應氣體引入外延反應器(4)的反應室(40)的 方法，所述反應氣體特別是硅烷或氯硅烷或有機硅烷，其特征在于， 在反應氣體進入反應室(40 )之前通過冷卻構件(3 )將反應氣體冷卻 到特別是低于300'C的溫度。
32. 如權利要求31所述的方法，其特征在于，在反應氣體進入反 應室(40)的入口附近，通過加熱裝置(5)將反應氣體加熱到1500 'C以上，優選1800'C以上。
33. 如權利要求32所述的方法，其特征在于，在冷卻構件(3) 和加熱裝置(5)之間，反應氣體經歷300°C/cm到600匸/cm的平均 溫度梯度。
34. 如權利要求31或32或33所述的方法，其特征在于，提供包括反應氣體的第一氣流和優選地包括氫和/或氦和/或氬和/或鹽酸的第二氣流，在所述第一氣流流入反應室(40)的入口附近所述第二氣流 提供在所述第一氣流周圍。
全文摘要
本發明涉及一種用于將反應氣體引入外延反應器的反應室中的設備(1)，設備(1)包括氣體供應管道(2)和冷卻構件(3)，所述冷卻構件(3)位于供應管道(2)的一端，并能冷卻供應管道(2)及由此冷卻在其內流動的氣體。
文檔編號C30B25/14GK101203633SQ200680018134
公開日2008年6月18日 申請日期2006年5月23日 優先權日2005年5月25日
發明者F·普雷蒂, G·瓦倫特, N·斯佩恰萊, V·波澤蒂 申請人:Lpe公司