技术领域
[0001] 本
发明涉及一种分离式喷淋头，尤其是一种避免气体溢出在
焊接缝隙中的分离式喷淋头结构。
背景技术
[0002] 现有的MOCVD设备中，通常使用喷淋头来向反应腔中均匀的输入反应气体。
现有技术中的喷淋头，为降低制造难度，通常将喷淋头中的冷却部21与气体分配部22分开制造，如图1所示。然后通过焊接技术，如图2所示，将层叠设置的气体分配部21与冷却部22进行焊接连接，使得气体分配部21的气体管23对应冷却部22上的延伸管24，并使得气体管23与延伸管24对应连接。
[0003] 现有技术的喷淋头中，对层叠设置的气体分配部21的朝向冷却部22一侧的下表面与冷却部22的朝向气体分配部21一侧的上表面焊接要求很高。在焊接过程中容易造成气体分配部21与冷却部22之间产生缝隙；或即使在所述喷淋头
制造过程中，不产生所述缝隙，都由于所述喷淋头将应用于高温的反应腔中，多次的升温降温使得气体分配部21与冷却部22之间由于热胀冷缩而在最终气体分配部21朝向冷却部22一侧的下表面与冷却部22朝向气体分配部21一侧的上表面之间形成错位而最终形成所述缝隙。气体分配部21的气体管23容易通过所述缝隙泄露，不仅会
对焊接的
焊料形成污染和破坏影响喷淋头的使用寿命，而且两种气体在缝隙之间反应并形成
沉积物，更为严重的是，泄露的气体会进入相邻的气体管。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种新型分离式喷淋头结构，其可以在该喷淋头结构的气体分配部与冷却部的连接缝隙
位置产生气体
泄漏时减少气体在气体分配部与冷却部之间的连接界面的扩散，减小对焊料的损伤和对喷淋头使用寿命的影响，以及气体对相邻的气体管的交叉污染和反应。
[0005] 为实现上述技术效果，本发明公开了一种分离式喷淋头结构，包括：
[0006] 气体分配部，至少具有第一气体分配腔室和第一气体管，所述第一气体分配腔室用于提供第一气体，所述第一气体管的一端与所述第一气体分配腔室相连通；
[0007] 冷却部，与所述气体分配部的下表面相连接，且所述冷却部下方为反应区域，所述冷却部中至少设置有穿设所述冷却部的第一延伸管，所述第一延伸管一端与所述第一气体管的另一端相连接，来自所述第一气体分配腔室的气体经过所述第一气体管和所述第一延伸管流向反应区域；
[0008] 所述冷却部的上表面以及所述气体分配部的下表面具有台阶设计，且所述冷却部的上表面的台阶设计的形状与气体分配部的下表面的台阶设计的形状互补，使得所述冷却部与气体分配部之间的连接界面为台阶表面。
[0009] 本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：由于所述冷却部的上表面以及所述气体分配部的下表面具有台阶设计，使得所述冷却部与气体分配部之间的连接界面为台阶表面，相对于现有技术的冷却部与气体分配部连接表面为平面，当第一气体管和第一延伸管之间发生气体泄露或者冷却部与气体分配部之间发生错位时，本发明台阶设计能够阻止气体在冷却部的上表面与气体分配部的下表面之间的扩散，以及通过对相邻的第一气体管和第一延伸管的连接面的渗透。
[0010] 本发明进一步的改进在于，所述第一分配部还包括第二气体分配腔室和第二气体管，所述第二气体分配腔室设置于所述第一气体分配腔室下方，所述第一气体管贯穿所述第二气体分配腔室；所述冷却部还包括穿设所述冷却部的第二延伸管，所述第二气体管的一端与所述第二气体分配腔室相连，所述第二气体管的另一端与所述第二延伸管相连接，来自第二气体分配腔室的气体通过所述第二气体管和第二延伸管流向反应区域。通过该改进，可进一步避免第一气体分配腔室和第二气体分配腔室种的两种不同反应气体进入到冷却部的上表面与气体分配部的下表面之间的所述缝隙之中反应形成颗粒沉积物。
[0011] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部的顶部具有多个冷却部凹陷，所述冷却部凹陷使得所述冷却部的上表面为具有台阶设计的表面，所述气体分配部的底部具有多个气体分配部凸起，所述气体分配部凸起使得所述气体分配部的下表面为具有台阶设计的表面，所述气体分配部凸起的形状和位置与所述冷却部凹陷的形状和位置对应，使得所述气体分配部凸起插设于所述冷却部凹陷，并且将所述冷却部凹陷填满。
[0012] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凹陷和所述气体分配部凸起环绕所述第一气体管与所述第一延伸管的连接界面和/或所述第二气体管与所述第二延伸管的连接界面设置，这样可以更好的防止气体泄漏在气体冷却部与气体分配部的连接界面的扩散。
[0013] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凹陷位于所述第一延伸管和/或所述第二延伸管的顶部，与所述第一延伸管和或所述第二延伸管相连通，所述气体分配部凸起位于所述第一气体管和/或所述第二气体管的底部，所述第一气体管和/或所述第二气体管的另一端贯穿所述气体分配部凸起。
[0014] 本发明进一步的改进在于，所述气体分配部凸起为
块状凸起，每个所述块状凸起的形状和尺寸相同，所述冷却部凹陷的形状和尺寸与所述块状凸起的形状和尺寸对应。
[0015] 本发明进一步的改进在于，所述气体分配部凸起与所述气体分配部的下表面连接为一体。
[0016] 本发明进一步的改进在于，所述气体分配部凸起的高度大于等于2毫米。
[0017] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部的顶部具有多个冷却部凸起，所述冷却部凸起使得冷却部的上表面为具有台阶设计的表面，所述气体分配部的底部具有多个气体分配部凹陷，所述气体分配部凹陷使得所述气体分配部的下表面为具有台阶设计的表面，所述气体分配部凹陷的形状和位置与所述冷却部凸起的形状和位置对应，使得所述冷却部凸起插设于所述气体分配部凹陷，并且将所述气体分配部凹陷填满。
[0018] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凸起和所述气体分配部凹陷环绕所述第一气体管与所述第一延伸管的连接界面和/或所述第二气体管与所述第二延伸管的连接界面设置。
[0019] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凸起位于所述第一延伸管和/或所述第二延伸管的顶部，所述第一延伸管和/或所述第二延伸管的一端贯穿所述冷却部凸起，所述气体分配部凹陷位于所述第一气体管和/或所述第二气体管的底部，所述第一气体管和/或所述第二气体管与所述气体分配部凹陷相连通。
[0020] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凸起为块状凸起，每个所述块状凸起的形状和尺寸相同，所述气体分配部凹陷的形状和尺寸与所述块状凸起的形状和尺寸对应。
[0021] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凸起与所述冷却部的上表面结合为一体。
[0022] 本发明进一步的改进在于，所述冷却部凸起的高度大于等于2毫米。
附图说明
[0023] 图1是现有的分离式喷淋头的分解结构示意图。
[0024] 图2是现有的分离式喷淋头的接合结构示意图。
[0025] 图3是本发明分离式喷淋头结构的第一种
实施例的分解结构示意图。
[0026] 图4是本发明分离式喷淋头结构的第一种实施例的接合结构示意图。
[0027] 图5是本发明分离式喷淋头结构的第一种实施例中气体分配部的下表面示意图。
[0028] 图6是本发明分离式喷淋头结构的第二种实施例的分解结构示意图。
[0029] 图7是本发明分离式喷淋头结构的第二种实施例的接合结构示意图。
[0030] 图8是本发明分离式喷淋头结构的第二种实施例中气体分配部的下表面示意图。
[0031] 图9是本发明分离式喷淋头结构的第三种实施例的分解结构示意图。
[0032] 图10是本发明分离式喷淋头结构的第三种实施例的接合结构示意图。
[0033] 图11是本发明分离式喷淋头结构的第三种实施例中气体分配部的下表面示意图。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0035] 首先参阅图3-5所示，本发明的分离式喷淋头结构主要包括一气体分配部11和一冷却部12，并通过该气体分配部11的下表面与冷却部12的上表面相互连接成型。气体分配部11的下表面为气体分配部11的朝向冷却部12一侧的表面，其具有台阶设计。冷却部12的上表面为冷却部12的朝向气体分配部11一侧的表面，其具有与气体分配部11的下表面对应的台阶设计，其中：
[0036] 气体分配部11内包含至少一个气体分配腔室用以提供气体。在本实施例中，气体分配部11包括一第一气体分配腔室111和一第二气体分配腔室112，其中第一气体分配腔室111与第二气体分配腔室112相互独立且分层设置，第二气体分配腔室112设置于第一气体分配腔室111下方，第一气体分配腔室111和第二气体分配腔室112分别连接有第一气体管1131和第二气体管1132，第一气体分配腔室111用于提供第一气体，第二气体分配腔室112用于提供第二气体。作为一个实施例，所述第一气体包括MO源气体，所述MO源气体为三甲基镓、三甲基
铝或三甲基镁中的一种或者多种的混合；所述第二气体包括NH3气体；作为本发明的又一实施例，所述第一气体包括NH3气体，第二气体包括MO源气体，所述MO源气体为三甲基镓、三甲基铝或三甲基镁中的一种或者多种的混合。
[0037] 冷却部12的上表面与气体分配部11的下表面相连接，该冷却部12内部中空形成有一冷却腔121，其下方为反应区域，冷却部12中设置有穿设于冷却腔121的第一延伸管1221和第二延伸管1222，第一延伸管1221一端与第一气体管1131的另一端相连接，来自第一气体分配腔室111的第一气体经过第一气体管1131和第一延伸管1221经冷却腔121冷却后流向反应区域；第二延伸管1222一端与第二气体管1132的另一端相连接，来自第二气体分配腔室112的第二气体经过第二气体管1132和第二延伸管1222经冷却腔121冷却后流向反应区域。
[0038] 作为本发明的主要改进，冷却部12的上表面以及气体分配部11的下表面具有台阶设计，且冷却部12的上表面的台阶设计的形状与气体分配部11的下表面的台阶设计的形状互补，使得冷却部12与气体分配部11之间的连接界面为台阶表面。由于冷却部12的上表面以及气体分配部11的下表面具有台阶设计，使得冷却部12与气体分配部11之间的连接界面为台阶表面，相对于现有技术的冷却部与气体分配部连接表面为平面，当第一气体管1131和第一延伸管1221之间发生气体泄露或者冷却部12与气体分配部11之间发生错位时，本发明中的台阶设计能够阻止气体在冷却部12的上表面与气体分配部11的下表面之间的扩散，以及在相邻的第二气体管1132和第二延伸管1222的连接界面处的渗透。
[0039] 作为本发明中台阶设计的第一种较佳实施方式，冷却部12的顶部具有多个冷却部凹陷15，冷却部凹陷15使得冷却部12的上表面为具有台阶设计的表面，气体分配部11的底部具有多个气体分配部凸起14，气体分配部凸起14使得气体分配部11的下表面为具有台阶设计的表面，气体分配部凸起14的形状和位置与冷却部凹陷15的形状和位置对应，使得气体分配部凸起14能够插入冷却部凹陷15，并且将冷却部凹陷15填满，这样能够使得气体分配部11的与冷却部12的连接界面为台阶表面。
[0040] 如图3-5所示，在第一气体管1131和第一延伸管1221之间分别设计气体分配部凸起14和冷却部凹陷15，当各气体分配部凸起14分别插入对应的冷却部凹陷15中时，即在各气体分配部凸起14和冷却部凹陷15下表面交接位置形成了如图4所示的多个连接界面a。具体来说：冷却部凹陷15位于第一延伸管1221的顶部，环绕第一延伸管1221设置并与第一延伸管1221相连通，气体分配部凸起14位于第一气体管1131的底部，环绕第一气体管1131设置，且第一气体管1131的另一端贯穿气体分配部凸起14。
[0041] 作为本发明的第二种较佳实施方式，参阅图6-8所示，气体分配部凸起14和冷却部凹陷15也可以分别设计在第二气体管1132和第二延伸管1222之间，当各气体分配部凸起14分别插入对应的冷却部凹陷15中时，即在各气体分配部凸起14和冷却部凹陷15下表面交接位置形成了如图7所示的多个连接界面a。具体来说：冷却部凹陷15位于第二延伸管1222的顶部，环绕第二延伸管1222设置并与第二延伸管1222相连通，气体分配部凸起14位于第二气体管1132的底部，环绕第二气体管1132设置，且第二气体管1132的另一端贯穿气体分配部凸起14。
[0042] 以上两种实施例中的气体分配部凸起14为块状凸起，当然，在其他的实施例中，气体分配部凸起14也可以有其他设计，比如，气体分配部凸起14不是独立的块状凸起，气体分配部凸起14可以为形成在一个耐热板上的多个块状凸起，与耐热板一体化形成。为了便于制作和降低成本，每个块状凸起的形状和尺寸相同，在其他的实施例中，每个气体分配部凸起14的形状和尺寸也可以与其他的气体分配部凸起14的形状和尺寸不同。冷却部凹陷15的形状和尺寸与块状凸起的形状和尺寸对应，这样是为了使得气体分配部凸起14能够插入冷却部凹陷15，使得气体分配部11与冷却部12之间形成台阶设计。
[0043] 在以上两种实施例中，气体分配部凸起14具体形状为圆柱体状，如图3-5所示，气体分配部凸起14的
侧壁与冷却部凹陷15的侧壁相互平行，且与气体分配部11的底面相互垂直。气体分配部凸起14与气体分配部11的下表面连接为一体。优选的，气体分配部凸起14的高度大于等于2毫米，气体分配部凸起14的高度是指气体分配部11的下表面至气体分配部凸起14的下表面之间的高度。冷却部12采用不锈
钢材料制造，且冷却部12在受热后的变型小于1.5mm。
[0044] 上述两种实施方案中的气体分配部凸起14的形状也可以采用其他形状，结合图6～8所示，其主要结构与上一实施例相同，区别在于气体分配部凸起14的形状为几何多边柱体状，如8图中采用的是矩形柱状结构，此时气体分配部凸起14的侧壁与凹陷15也形成与之对应的矩形柱结构，两者的侧壁完全
啮合。进一步的，可在冷却部12的侧部设置至少两个
锁扣16，气体分配部11的侧部对应锁扣16形成复数扣槽17，通过锁扣16与扣槽17的卡和连接，将气体分配部11与冷却部12相互压合。
[0045] 当采用本发明的分离式喷淋头结构时，来自第一气体分配腔室111中的第一气体经过第一气体管1131和第一延伸管1221流向反应区域，当第一气体管1131和第一延伸管1221之间发生气体泄露或者冷却部12与气体分配部11之间发生错位时，第一气体只会在第一气体管1131和第一延伸管1221的连接界面a处扩散，而不会在冷却部12的上表面与气体分配部11的下表面之间的连接界面b扩散。由于连接界面的台阶设计，使得泄露的气体不会扩散至相邻的气体管，或者对焊料产生影响。
[0046] 在上述第一种实施例的
基础上，作为本发明的第三种较佳实施方式，参阅图9～11所示，在冷却部12的顶部也具有多个冷却部凸起140，冷却部凸起140使得冷却部12的上表面同样形成具有台阶设计的表面，气体分配部11的下表面配合该冷却部凸起140设置多个气体分配部凹陷150，气体分配部凹陷150使得所述气体分配部的下表面为具有台阶设计的表面，气体分配部凹陷150的形状和位置与冷却部凸起140的形状和位置对应，使得冷却部凸起140能够插入气体分配部凹陷150，并且将气体分配部凹陷150填满。
[0047] 冷却部凸起140和气体分配部凹陷150分别设计在第二气体管1132和第二延伸管1222之间，当各冷却部凸起140分别插入对应的气体分配部凹陷150中时，即在各冷却部凸起140和气体分配部凹陷150上表面交接位置形成了如图10所示的多个连接界面c。冷却部凸起140位于第二延伸管1222的顶部，第二延伸管1222的一段贯穿冷却部凸起
140，气体分配部凹陷150位于第二气体管1132的底部，第二气体管1132与气体分配部凹陷150相连通。冷却部凸起140为块状凸起，每个块状凸起的形状和尺寸相同，气体分配部凹陷150的形状和尺寸与块状凸起的形状和尺寸对应。冷却部凸起140与冷却部12的上表面结合为一体。且冷却部凸起140的高度即冷却部12的上表面至冷却部凸起140的上表面之间的高度，大于等于2毫米。
[0048] 采用该种实施例的结构时，第一气体分配腔111和第二气体分配腔112的第一气体管1131和第二气体管1132分别用于提供两种反应气体，如此，当冷却部12与气体分配部11之间压合后即便发生因连接不足够牢固或因受热
变形而在相互移动时而产生间隙界面b时，第一气体分配腔111中的气体处在界面a处，而第二气体分配腔112中的气体溢出处在界面c处，两种反应气体均不会在冷却部12的上表面与气体分配部11的下表面之间的连接界面b扩散。而且将第一气体和第二气体的渗漏界面错开，也就不会发生两种反应气体容易进入到缝隙之中，并在该缝隙中反应行程颗粒沉积物的现象。
[0049] 更进一步的，可以在第三实施例的基础上作进一步的结构变化，气体分配部11上的凸起与凹陷的位置关系还可以进行替换，即将凸起设置于第二气体分配腔112的气体管底部，而将凹陷设置于第一第一气体分配腔111的气体管底部，同样的，将冷却部12的凸起与凹陷位置也进行相对应的调整，同样可以达到本发明的效果。
[0050] 以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附
权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
