具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种MOCVD腔体结构100。MOCVD腔体结构100包括天棚1、石墨基座2、石墨盘3、盖板4、第一气路5和第二气路6。

天棚1位于MOCVD腔体结构100的最上方。天棚1可选为石英或石墨材质，尽量避免原料在天棚1上的沉积。

石墨基座2位于天棚1的下方，天棚1与石墨基座2的距离可根据需求确定。天棚1与石墨基座2之间形成气体流道。可选的，本实施例的天棚1与石墨基座2均为圆柱形。石墨基座2的上表面上设有多个凹槽21。本实施例中，多个凹槽21绕石墨基座2的轴线圆周均布。凹槽21的数量根据需求确定。凹槽21的侧壁上设有进气口22。

石墨盘3设置于凹槽21内，石墨盘3的数量与凹槽21的数量相同。每个凹槽21内设置一个石墨盘3。可选地，石墨盘3的轴线平行于石墨基座2的轴线，石墨盘3可旋转的设置于凹槽21内，以便于更均匀的进行气相沉积。在石墨盘3上设有衬底，原料在衬底上进行气相沉积。进气口22位于石墨盘3的上方，以便于由进气口22输入的原料流通覆盖衬底。

盖板4的数量为多个，盖板4的数量与石墨盘3的数量相同。每个石墨盘3的上方设置一个盖板4。可选地，盖板4设置于凹槽21的顶端开口处。盖板4通过驱动器的带动可打开或关闭。当盖板4打开时，暴露出对应的石墨盘，凹槽21上方的携带原料的气体可进入凹槽21。由凹槽21上方进入的原料与进气口22输入的原料在一定条件下反应后在衬底上进行气相沉积。当盖板4关闭时，盖板4遮盖对应的石墨盘3，凹槽21上方的携带原料的气体不能不能进入凹槽21。可选地，盖板3的驱动器为电机，电机连接齿轮，盖板4连接与齿轮配合的齿条，通过电机带动盖板4的开闭。

本实施例中，通过控制器对各个盖板4分别进行控制。每个盖板4均被单独的控制打开或关闭，以在不同的凹槽21进行不同的气相沉积，获得不同的外延结构。

第一气路5穿过天棚1连通气体流道。第一气路5用于输送MOCVD的第一原料。可选的，本实施例的第一原料为Ⅲ族元素的有机化合物。第一气路5延伸至凹槽21的上方，便于携带有第一原料的第一原料气进入凹槽21中。第一原料气的尾气经由天棚1的边缘和石墨基座2的边缘形成的开口排出。图1中的“·”代表第一原料气。

第二气路6穿过天棚1连通凹槽21侧壁上的进气口22，第二气路6用于输送MOCVD的第二原料。可选地，本实施例的第二原料为V族元素的氢化物。携带有第二原料的第二原料气经由进气口22进入凹槽21中。图1中的“X”代表第二原料气。

可选地，盖板4与凹槽21的内壁之间设置间隙，以便第二原料气的尾气排出。第一气路5和第二气路6均位于天棚1的中心处，便于第一原料气和第二原料气的输送。第二气路6的连通进气口22的端口为圆环状开口，工作时，石墨基座2转动，第二气路6不转动，第二气路6的圆环状开口可保证第二气路6一直与进气口22连通。

本实施例的MOCVD腔体结构100不同于传统行星式反应腔，在石墨基座2的凹槽侧壁上设置进气口22，第二原料气由进气口22进入凹槽21中，无论盖板3打开还是关闭，均不影响第二原料在衬底表面的流通覆盖。第一原料气由第一气路5输送至凹槽21的上方，通过控制盖板的开闭，可以控制第一原料是否能进入凹槽21，从而控制气相沉积是否进行。一次生长过程中，对各个盖板3的开闭进行不同的控制，实现在不同的衬底上生长出不同的外延材料。

根据本申请一个可选的技术方案，凹槽21的深度为30mm～60mm，便于进气口22的设置。可选地，本实施例的凹槽21的深度比传统的凹槽深度大10mm左右。

根据本申请一个可选的技术方案，MOCVD腔体结构100还包括石墨基座覆盖板7，石墨基座覆盖板7位于石墨基座2中心的上方。可选地，石墨基座覆盖板7与天棚1相连。石墨基座覆盖板7的边缘靠近凹槽21的上边缘，可避免原料在石墨基座覆盖板7下方的部件上沉积。第二气路6穿过石墨基座覆盖板7连通凹槽21侧壁上的进气口22。

根据本申请一个可选的技术方案，石墨基座覆盖板7为石英材质或石墨材质，可对石墨基座2进行很好的保护，且成本较低。

根据本申请一个可选的技术方案，石墨基座的下方设有加热器8。加热器8用于对石墨盘3进行加热，衬底通常温度为500-1200℃，以便进行反应和沉积。可选地，加热器8为高频感应线圈。

根据本申请一个可选的技术方案，凹槽侧壁上的进气口22的中心线与石墨盘上表面的距离为：5～10mm，便于第二原料气覆盖衬底的表面。

本实施例还提供一种如上的MOCVD腔体结构的控制方法，包括步骤：

S1、启动石墨基座和石墨盘的旋转。

S2、启动加热器加热，凹槽内的温度升高到第一预设温度时，向第二气路通入第二原料气，第二原料气经过凹槽侧壁上的进气口进入凹槽；凹槽内的温度升高到第二预设温度时，向第一气路中通入第一原料气，第一原料气进入气体流道；其中，第一预设温度和第二预设温度根据需求设置，如第一预设温度为400℃，第二预设温度为650℃。

S3、选择性地控制盖板打开，以暴露对应的石墨盘，从而使第一原料气中的第一原料进入凹槽，第一原料气中的第一原料和第二原料气中的第二原料发生化学反应后在暴露的石墨盘上的衬底上进行沉积；选择性地控制盖板关闭，盖板遮盖对应的石墨盘，以使第一原料不能进入凹槽，停止进行沉积。

通过对不同的盖板分别进行控制，一次生长过程中，实现在不同的衬底上生长出不同的外延材料，节省生产经费，提高研发效率。

根据本申请一个可选的技术方案，石墨基座的转动速度为100～500r/min，石墨盘的转动速度为100～300r/min。

本实施例还提供一种MOCVD反应室，包括如上的MOCVD腔体结构。

以上对本申请实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。因此，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。