通气管及气相沉积设备的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种通气管及气相沉积设备。


背景技术：

2.半导体和光伏材料需要进行化学处理才能够最终应用到产品上。化学气相沉积工艺即为上述化学处理的一种常见方式，常见的加工方式有pecvd(等离子体增强化学的气相沉积法)、lpcvd(低压力化学气相沉积法)和apcvd(常压化学气相淀积)等。其中apcvd和lpcvd常用于半导体工艺中的氧化层和非晶硅层的制造，制作工艺通常是将片状材料送入气相沉积炉中，并在一定温度和压力的条件下进行热反应。
3.在传统的lpcvd设备中，氧气的通入方式如下，金属直通管放于气相沉积炉管内，该金属直通管的进气端位于炉管口位置，该金属直通管的出气端位于炉管尾位置。氧气在金属直通管中利用炉管中的热量进行预热。但是在通气过程中，尤其是在炉管口位置和炉管尾位置，持续通氧会导致温度骤降，因此导致炉管口位置和炉管尾位置处氧气温度相较炉管内的温度偏低，导致炉管口和炉管尾存在温度均匀性较差的问题，从而影响片状材料的成膜质量和电性能参数。
4.因此，亟需一种通气管及气相沉积设备，以解决以上问题。


技术实现要素：

5.根据本实用新型的一个方面，目的在于提供一种通气管，该通气管能够提高进入炉管的气体的温度，缓解气体掉温现象，进而改善片状材料的成膜质量。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.通气管，容置于炉管内，包括相互连通并呈回转布置的多个行程管，所述通气管的出气端连通所述炉管的内部空间，所述通气管的进气端连通外部气源。
8.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，相邻两个所述行程管之间通过过渡管衔接，所述过渡管两端分别连通于相邻两个所述行程管。
9.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，所述行程管的数量为两个，两个所述行程管和所述过渡管共同构成u型结构。
10.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，所述出气端和所述进气平行设置，且均朝向所述炉管的炉口或者炉尾设置，且所述进气端的进气方向和所述进气端的出气方向相反设置。
11.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，所述行程管的数量为三个，三个所述行程管和所述过渡管共同构成两个朝向相反设置的u型结构。
12.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，所述出气端和所述进气端共线设置，所述出气端和所述进气端中的一个朝向所述炉管的炉口设置，另一个朝向炉尾设置，且所述进气端的进气方向与所述出气端的出气方向同向设置。
13.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，所述行程管上开设多个气孔，所述行
程管通过所述气孔连通所述炉管的内部空间，多个所述气孔沿所述行程管的长度方向间隔开设。
14.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，多个所述气孔沿所述行程管的周向呈螺旋布置。
15.作为本实用新型提供的通气管的优选方案，所述过渡管为弧形弯管。
16.根据本实用新型的另一个方面，目的在于提供一种气相沉积设备，所述气相沉积设备包括炉管和外部气源，还包括如上述方案任一项所述的通气管，所述通气管容置于所述炉管内，所述通气管的进气端连通所述外部气源，所述通气管的出气端连通所述炉管的内部空间。
17.本实用新型的有益效果：
18.本实用新型提供的通气管容置于炉管内，包括相互连通并呈回转布置的多个行程管，该通气管的出气端连通该炉管的内部空间，该通气管的进气端连通外部气源。也就是说，外部气源中的气体由通气管的进气端进入后，依次在呈回转布置的多个行程管中流动，增加其在通气管中的停留时间，利用炉管中的热量对气体进行加热升温，使气体处于较高的温度后，再由通气管的出气端进入炉管的内部空间，通气管的出气端流出的被加热的气体能够对持续通气带来的掉温形成热补充，减小气体掉温幅度，进而改善片状材料的成膜质量。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例一提供的通气管的结构示意图；
20.图2是本实用新型实施一提供的行程管开设气孔的示意图；
21.图3是本实用新型实施例二提供的通气管的结构示意图。
22.图中：
23.100、行程管；110、气孔；
24.200、过渡管。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
26.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特
征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
28.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、“左”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
29.实施例一
30.本实施例提供了一种通气管及气相沉积设备。该气相沉积设备包括炉管和外部气源，还包括本实施例提供的通气管。该通气管用以将外部气源中的气体导入炉管中。在本实施例中，该气体为氧气，片状材料放置于炉管中，该片状材料的表面能够形成氧化层。
31.图1示出本实用新型实施例一提供的通气管的结构示意图，图1中的箭头表示气体的流动方向。参照图1，本实施例提供的通气管容置于该炉管内，包括相互连通并呈回转布置的多个行程管100，该通气管的出气端连通该炉管的内部空间，该通气管的进气端连通外部气源。也就是说，外部气源中的氧气由通气管的进气端进入后，依次在多个行程管100中流动，呈回转布置的多个行程管100能够增加氧气在通气管中的停留时间，利用炉管中的热量对氧气进行加热升温，实现预热，使氧气处于较高的温度后，再由通气管的出气端进入炉管的内部空间。通气管的出气端流出的经过预热的氧气能够对通气管持续通气带来的掉温形成热补充，减小氧气掉温幅度，进而改善片状材料的成膜质量。
32.具体地，该出气端和该进气平行设置，且均朝向该炉管的炉口或者炉尾设置，且该进气端的进气方向和该进气端的出气方向相反设置。参照图1，该通气管包括多个呈回转布置并依次连通的该行程管100，该行程管100的数量为偶数。在本实施例中，以设置两个行程管100为例进行说明。
33.再为具体地，行程管100设置于炉管的底壁，由炉管底壁为行程管100提供支撑，无需额外在炉管上设置挂钩来安装通气管。连通该通气管的进气端的行程管100的开口位于该炉管的炉口处，并连通该外部气源；连通该通气管的出气端的行程管100的开口位于该炉管的炉口处，并连通该炉管的内部空间。氧气自通气管的出气端流出后，自炉口处扩散至炉管中。
34.再为具体地，该通气管还包括过渡管200，该过渡管200连通于依次回转布置的两个该行程管100之间，用以实现相邻两个行程管100的回转布置。在本实施例中，该过渡管200为弧形弯管，该弧形的圆心角为180
°
。
35.更为具体地，该行程管100的侧壁上开设气孔110。行程管100通过该气孔110连通该炉管的内部空间。在通氧气的过程中，少量经过预热的氧气能够通过气孔优先流出至炉管内，由于少量气体带来的温度影响较小，氧气能够在保持高温的情况下与片状材料进行反应，形成预成膜，改善片状材料的氧化层的质量和成膜的均匀性。
36.作为优选地，该气孔110的孔径小于该通气管的出气端的口径。防止由于气孔110孔径过大导致氧气溢出过快而无法得到充分预热的情况发生。
37.作为优选地，继续参照图1，该气孔110为多个，在本实施例中，该行程管100为直圆管，多个该气孔110沿该行程管100的长度方向间隔开设。通过多个气孔110，能够增加氧气自行程管100侧部溢出的均匀性，进一步提升片状材料成膜的均匀性。
38.图2示出本实用新型实施一提供的行程管开设气孔的示意图，参照图2，进一步地，多个该气孔110还可以沿该行程管100的周向呈螺旋布置。氧气在沿行程管100流动的过程中，能够逐渐均匀地溢出至炉管中，进一步提升均匀性。
39.实施例二
40.本实施例同样提供了一种通气管及气相沉积设备。图3示出本实用新型实施例二提供的通气管的结构示意图，图3中的箭头表示气体的流动方向。参照图3，本实施例与实施例一的不同之处仅在于该通气管的进气端和出气端的设置位置。
41.具体地，该出气端和该进气端共线设置，该出气端和该进气端中的一个朝向该炉管的炉口设置，另一个朝向该炉尾设置，且该进气端的进气方向与该出气端的出气方向同向设置。也就是说，该通气管包括数量为奇数的行程管100。
42.再为具体地，本实施例中，以设置三个行程管100为例进行说明。连通该通气管的进气端的行程管100的开口位于该炉管的炉口处，并连通该外部气源；通该通气管的出气端的行程管100的开口位于该炉管的炉尾处，并连通该炉管的内部空间。氧气自通气管的出气端流出后，自炉尾处扩散至炉管中。通过设置三个行程管100，能够进一步延长氧气的流动路径，从而使得氧气在该通气管中能够得到充分预热。
43.更为具体地，具有通气管的进气端的行程管100和具有通气管的出气端的行程管100为重叠设置，两个行程管100重叠设置方式可以是部分重叠设置，也可以是完全重叠设置。需要理解的是，具有通气管的进气端的行程管100指的是连通外部气源的行程管100，该行程管100的开口作为该通气管的进气端；具有通气管的出气端的行程管100指的是另一个行程管100，该行程管100的开口作为该通气管的出气端，氧气能够从该出气端流出并扩散至炉管中。由于其中两个行程管100重叠设置，因此有利于降低对于炉管内空间的占用，提高该通气管布置的合理性。
44.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.通气管，所述通气管容置于炉管内，其特征在于，所述通气管包括相互连通并呈回转布置的多个行程管(100)，所述通气管的出气端连通所述炉管的内部空间，所述通气管的进气端连通外部气源。2.根据权利要求1所述的通气管，其特征在于，相邻两个所述行程管(100)之间通过过渡管(200)衔接，所述过渡管(200)两端分别连通于相邻两个所述行程管(100)。3.根据权利要求2所述的通气管，其特征在于，所述行程管(100)的数量为两个，两个所述行程管(100)和所述过渡管(200)共同构成u型结构。4.根据权利要求3所述的通气管，其特征在于，所述出气端和所述进气平行设置，且均朝向所述炉管的炉口或者炉尾设置，且所述进气端的进气方向和所述进气端的出气方向相反设置。5.根据权利要求2所述的通气管，其特征在于，所述行程管(100)的数量为三个，三个所述行程管(100)和所述过渡管(200)共同构成两个朝向相反设置的u型结构。6.根据权利要求5所述的通气管，其特征在于，所述出气端和所述进气端共线设置，所述出气端和所述进气端中的一个朝向所述炉管的炉口设置，另一个朝向炉尾设置，且所述进气端的进气方向与所述出气端的出气方向同向设置。7.根据权利要求1-6中任一项所述的通气管，其特征在于，所述行程管(100)上开设多个气孔(110)，所述行程管(100)通过所述气孔(110)连通所述炉管的内部空间，多个所述气孔(110)沿所述行程管(100)的长度方向间隔开设。8.根据权利要求7所述的通气管，其特征在于，多个所述气孔(110)沿所述行程管(100)的周向呈螺旋布置。9.根据权利要求2所述的通气管，其特征在于，所述过渡管(200)为弧形弯管。10.气相沉积设备，其特征在于，所述气相沉积设备包括炉管和外部气源，还包括如权利要求1-9任一项所述的通气管，所述通气管容置于所述炉管内，所述通气管的进气端连通所述外部气源，所述通气管的出气端连通所述炉管的内部空间。

技术总结
本实用新型属于半导体制造技术领域，公开了一种通气管及气相沉积设备，该通气管容置于炉管内，包括相互连通并呈回转布置的多个行程管，该通气管的出气端连通该炉管的内部空间，该通气管的进气端连通外部气源。该通气管能够提高进入炉管的气体的温度，缓解气体掉温现象，进而改善片状材料的成膜质量。进而改善片状材料的成膜质量。进而改善片状材料的成膜质量。


技术研发人员：祁文杰 毛文龙 范伟 梁笑 刘群 林佳继
受保护的技术使用者：拉普拉斯新能源科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/10/20