CN113818000A - 一种化学气相沉积系统 - Google Patents
一种化学气相沉积系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113818000A CN113818000A CN202111132377.9A CN202111132377A CN113818000A CN 113818000 A CN113818000 A CN 113818000A CN 202111132377 A CN202111132377 A CN 202111132377A CN 113818000 A CN113818000 A CN 113818000A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vapor deposition
- chemical vapor
- deposition system
- liner
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0209—Pretreatment of the material to be coated by heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明涉及半导体制造技术领域,提出一种化学气相沉积系统,包括:气密腔体,其容纳基座、衬里以及均质面光源加热器;基座,其被配置为承载衬底;衬里,其单独或者与所述基座共同包围衬底;均质面光源加热器,其被配置为对所述衬底进行均质加热;以及送气装置,其被配置为将反应气体运送至衬里内与衬底发生沉积反应。
Description
技术领域
本发明总的来说涉及半导体制造技术领域。具体而言,本发明涉及一种化学气相沉积系统。
背景技术
化学气相沉积方法(Chemical Vapor Deposition,简称CVD)是半导体制造领域广泛使用的一项薄膜沉积方法,其通过含有薄膜元素的反应气体在一定的温度下、在衬底上相互作用发生化学反应以生成薄膜,其可以生长介质薄膜、导电薄膜和半导体薄膜等。
化学气相沉积方法在薄膜生长过程中对温度控制要求较高,温度控制对薄膜的生长速率和对半导体薄膜,例如硅外延薄膜的电阻率会有很大的影响。因此,为获得片内均一性更好的薄膜,对化学气相沉积系统的温度控制也需要提出更高的要求。
如图3所示,现有技术中通常使用红外线卤素加热器在石英腔体外部加热腔体内的衬底,红外线卤素加热器例如可以是卤素灯管。
然而卤素灯管受加工工艺影响,其管径、弯折等外形尺寸有一定的限制,在高功率情况下通常需要对卤素灯管进行风冷。另外石英腔体在高温下会发生软化导致强度下降,石英腔体作为一个重要的结构件,也需要对其进行冷却以维持其机械强度,例如在减压工艺中,石英腔体两侧会产生接近一个大气压的压强差,而高温下石英部件的会出现机械强度损失从而导致无法承受该压强差,因此造成非常严重的安全隐患。
上述冷却需求导致不同卤素灯管之间以及卤素灯管和石英腔体之间需要保留气冷通道来冷却灯管和石英腔体,才能使化学气相沉积系统可以正常工作,但这会导致加热灯管远离被加热的衬底,从而使得衬底上温度均匀性的控制受到影响。
发明内容
为至少部分解决现有技术中的上述问题,本发明提出一种化学气相沉积系统,包括:
气密腔体,其容纳基座、衬里以及均质面光源加热器;
基座,其被配置为承载衬底;
衬里,其单独或者与所述基座共同包围衬底;
均质面光源加热器,其被配置为对所述衬底进行均质加热;以及
送气装置,其被配置为将反应气体运送至衬里内与衬底发生沉积反应。
在本发明一个实施例中规定,所述气密腔体具有腔体冷却装置,所述腔体冷却装置包括:
冷却管路,其通过冷却水以及致冷剂对所述气密腔体进行冷却;和\或
风冷装置,其通过冷却气体对所述气密腔体进行冷却。
在本发明一个实施例中规定,该系统包括金属气密腔体,所述金属包括铝或者不锈钢。
在本发明一个实施例中规定,所述气密腔体的内壁的反射率大于等于80%以便减少热损失。
在本发明一个实施例中规定,所述基座包括石墨基座。
在本发明一个实施例中规定,所述基座是可旋转的。
在本发明一个实施例中规定,该系统包括一个或者多个所述基座。
在本发明一个实施例中规定,所述均质面光源加热器的加热体包括电阻式红外加热体,所述加热体在所述气密腔体的垂直截面上的厚度小于10mm。
在本发明一个实施例中规定,所述加热体在所述均质面光源加热器上的正投影面积大于等于所述均质面光源加热器的表面积的20%。
在本发明一个实施例中规定,所述均质面光源加热器包括:
石英加热器,其加热体包括石英上的发热丝,其中通过丝网印刷银浆、纳米墨水或者导电薄膜并且烧结以构造成型;
高纯石墨、玻璃碳或者碳碳复合材料加热器;
电热合金发热盘;以及
高纯或掺杂单晶硅或多晶硅加热器。
在本发明一个实施例中规定,该系统包括第一和第二均质面光源加热器,所述第一和第二均质面光源加热器分别布置于所述基座的上方和下方。
在本发明一个实施例中规定,所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述基座之间。
在本发明一个实施例中规定,所述衬里的厚度为0.1至24mm;和\或
所述第一或第二均质面光源加热器的中心至所述衬里靠近所述基座一侧的表面的距离小于25mm。
在本发明一个实施例中规定,所述衬里在红外透射的区域分采用高纯石英材料;和\或
所述衬里在红外不透射的区域采用PBN材料、石墨、涂层石墨、高纯陶瓷、涂层碳碳复合材料、涂层碳毡材料或者高纯单晶或多晶硅。
在本发明一个实施例中规定,所述均质面光源加热器包围衬底以构成所述衬里。
在本发明一个实施例中规定,所述送气装置还被配置为在所述气密腔体内运送吹扫气体以便吹扫从所述衬里中泄露的反应气体。
在本发明一个实施例中规定,所述送气装置运送所述吹扫气体至气密腔体的内壁处和\或所述第一或第二均质面光源加热器与所述衬里之间和\或所述第二均质面光源加热器与所述基座之间。
在本发明一个实施例中规定,该系统被配置为在衬底上沉积介质薄膜、导电薄膜以及半导体薄膜,其中半导体薄膜包括硅外延薄膜和/或锗硅外延薄膜。
在本发明一个实施例中规定,所述反应气体包括下列各项的一个或者多个:
前驱物气体,其中包括氯硅烷,硅烷,乙硅烷;
载气运输气体,其中包括氢气;
反应气体,其中包括锗烷、磷烷、氢气、氯化氢、甲烷以及含碳硅烷类气体;
刻蚀气体,其中包括氯化氢;以及
掺杂气体,其中包括乙硼烷、砷烷以及磷烷;和\或
所述吹扫气体包括氢气以及氮气。
在本发明一个实施例中规定,该系统还被配置为在衬底上沉积氮化镓薄膜,其中所述反应气体还包括氯化镓以及氨气。
在本发明一个实施例中规定,所述衬里包括第一至第N层,其中第一至第M层所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述基座之间,第M层至第N层所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述气密腔体的内壁之间,M和N为正整数,1≤M<N。
在本发明一个实施例中规定,所述第一至第N层衬里之间具有吹扫气体。
本发明至少具有如下有益效果:通过提出一种可以减少发热体至硅片或者其他衬底的距离的新型反应腔设计,使得衬底获得更好的加热均匀性,提高成膜质量。使用更大发热面,更薄的均质加热器实现均质加热,提高成膜质量。另外相比于现有技术中采用高纯石英构成气密反应腔体,导致腔体的很难实现复杂的结构并且存在安全隐患,本发明可以采用金属构造气密腔体,其密封性、耐压性、可装配性,安全性以及寿命均得到了很大的提升。
附图说明
为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征,将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解,这些附图只描绘本发明的典型实施例,因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中,为了清楚明了,相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
图1示出了本发明一个实施例中一个化学气相沉积系统的结构示意图。
图2示出了本发明一个实施例中一个化学气相沉积系统的侧面气体运送示意图。
图3示出了现有技术的石英腔体的示意图。
具体实施方式
应当指出,各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出,而不一定是比例正确的。在各附图中,给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
在本发明中,除非特别指出,“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外,“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系,而在一定情况下、如在颠倒产品方向后,也可以转换为“布置在…下或下方”,反之亦然。
在本发明中,各实施例仅仅旨在说明本发明的方案,而不应被理解为限制性的。
在本发明中,除非特别指出,量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
在此还应当指出,在本发明的实施例中,为清楚、简单起见,可能示出了仅仅一部分部件或组件,但是本领域的普通技术人员能够理解,在本发明的教导下,可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外,除非另行说明,本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如,可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征,所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。
在此还应当指出,在本发明的范围内,“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等,而是允许一定的合理误差,也就是说,所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推,在本发明中,表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
另外,本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出,各方法步骤可以以不同顺序执行。
下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。
如图1所示在本发明一个实施例中提出一个化学气相沉积系统,该系统可以包括气密腔体101、基座102、衬里103(图1中未示出衬里103的上表面)、第一均质面光源加热器104、第二均质面光源加热器105以及送气装置(图1中未示出)。通过该系统可以在衬底例如硅片上进行化学气相沉积,沉积物可以是硅、锗硅或者磷硅碳化硅等硅合金。
所述气密腔体101可以是金属反应腔,所述金属可以是铝、不锈钢或者其他合金。所述气密腔体101可以使用密封圈、O型圈、VCR(Vacuum Coupling Radius)接头以及真空传输阀等标准真空密封技术进行密封,其工作在高压,常压也就是说大气压、减压或者高真空下。
所述气密腔体101可以具有冷却管路,冷却水或者其它制冷剂可以通过所述冷却管路对气密腔体101进行冷却,所述气密腔体101可以具有冷却管路也可以采用风冷进行冷却。
所述气密腔体101的内壁不会直接暴露于反应气体下,其可以通过所述送气装置输送扫除气体对内壁进行保护。所述扫除气体可以避免反应气体在气密腔体101的内壁上沉积,也可以冷却所述气密腔体101,还可以将所述气密腔体101的内壁可能产生的污染物移除。
所述气密腔体101的内壁可以使用高反射率的材料,例如反射率大于等于80%的材料或者涂层以便减少热损失,保护反应腔。金的反射率很高,因此镀金是一个很好的反射材料。
所述气密腔体101可以容纳所述基座102,所述基座102可以承载衬底,所述衬底可以是硅片,所述基座102可以是石墨或者涂层石墨基座。所述基座102可以是水平布置的,所述衬底可以水平放置在所述基座102上,并且所述基座102可以是可旋转的。通过所述送气装置可以使反应气体流经所述基座102上的衬底表面进行气相沉积反应。
所述衬里或称内衬(liner)103布置在所述气密腔体101内,可以包围所述衬底。现有技术中的石英腔体需要起到密封作用,因此其需要设计成一个被紧束缚的例如通过密封圈或者橡胶O型圈密封的腔体,并且还要考虑横跨整个石英腔体的从高温到低温的巨大热应力,减压状态下还需要抵御近一个大气压的压强差,因此需要采用非常厚重的石英腔壁设计。而本发明中,所述衬里103所起的作用在于作为耐高温并且容纳高纯反应气体,使得其不释出杂质,其用于隔离反应气体以保护所述气密腔体103并且透过加热用的红外线,因此所述衬里103的厚度可以为0.1-24mm,在大大降低石英成本的同时也大大降低了化学气相沉积系统的热质量(thermal mass)。所述衬里103在需要让红外透过对衬底进行加热的部分,例如衬底的上方和下方需要使用红外线透射高纯材质例如高纯石英作为材料,而在不需要透射红外进行加热的区域例如衬底的侧方,可以使用PBN(Pyrolytic BoronNitride热分解氮化硼)材料、石墨、涂层石墨、高纯陶瓷(碳化硅,氮化硅,氮化硼,氧化铝等)、涂层碳碳复合材料、涂层碳毡等高纯材料。而对于不需要透射红外进行加热的区域,也可以使用高反射材料以便减少热损失。
应当指出,所述衬里103并非完全密封或者说难以实现密封,所以需要通过吹扫气体的设计使得整个系统可以承受少量的泄露。所述衬里103可以是采用石英部件进行简单的拼接放置在金属腔体的内部,当系统性能对反应气体泄露敏感的情况下,所述衬里可以是多层的。例如所述衬里103可以包括第一至第N层,其中第一至第M层所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述基座之间,第M层至第N层所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述气密腔体的内壁之间,M和N为正整数,1≤M<N。通过送气装置可以在所述第一至第N层衬里之间具有吹扫气体,,从而使得接触到金属反应腔壁的反应气体最少化,减少来自金属腔壁的杂质。
第一均质面光源加热器104以及第二均质面光源加热器105分别布置于所述基座的上方和下方,可以对衬底进行均质加热(homogeneous heating)。在此,术语“均质加热”是通过小体积、小热质量以及小温度梯度以实现对于衬底的均匀加热。
所述第一或第二均质面光源加热器104/105例如可以是一种红外电阻式的薄片或薄膜加热器,其占据一个完整的平面。薄片在所述气密腔体101的垂直截面上的厚度可以小于10mm,由于薄片厚度很小,可以进一步减小系统的热质量。同时由于所述衬里103和薄片加热器都非常薄,因此薄片加热器可以构造为均质面光源,采用面光源相比点光源和线光源加热更加均匀,同时距离衬底的表面非常近以实现对衬底的均质加热。本发明实施例中加热器的电阻发热体,例如加热丝、灯丝以及加热元素可以构成均质面光源,其在所述第一或第二均质面光源加热器的正投影面积大于等于所述第一或第二均质面光源加热器的表面积的20%。相比之下传统的卤素灯管中由于灯丝很细,该比值远远小于10%,是为非面加热器,另外卤素灯管占据了一定的直径,且需要风冷通道使得卤素灯管灯进一步远离被加热的衬底,也会进一步影响到加热的均匀性。
另外,所述第一或第二均质面光源加热器104/105还可以基于热分布模型构造分区以及局部高功率,从而使衬底的温度更加均匀、成膜均一性更高。图1中提供了一种加热器的图样,其采用蛇纹纹理设计并且具有四个分扇区,四个分区中可以各自独立地进行加热功率控制。易于想到的还可以采用直线、长条、扇区、圆弧、切线或者弦线的蛇纹石花纹设计(也就是说将前述直线(或者长条)、扇区、圆弧、切线或者弦线设计成蛇纹花样),以提升其吸收热应力。同时还可以设计更多的加热分区,以便提高加热的精度。
所述薄片加热器可以包括:
石英薄膜或薄片加热器,其中加热部件可以是通过薄膜技术在石英上构造的发热丝,其例如可以是通过丝网印刷银浆、纳米墨水或者其它导电薄膜再经过烧结后成型,理想情况下,这些发热丝可以被烧结的石英包裹以避免产生污染;
使用高纯石墨、玻璃碳或者碳碳复合材料加工成带的薄片;
表面有高纯涂层的高纯石墨、玻璃碳或者碳碳复合材料;
电热合金制作的发热盘,所述电热合金例如可以是铬钼合金、铁镍合金、硅化钼、钨、钼、钽、铁铬铝电热合金或者镍铬电热合金;以及
高纯或掺杂单晶硅或多晶硅构造的加热器。
高纯硅不会产生高纯硅不会产生污染,因此是很好的加热器的材质选择。但未掺杂的硅在室温下并非导体,需要对其进行高压击穿或者使用其他热源对其进行加热击穿。如果对硅进行掺杂,可以使得硅加热器不需要击穿步骤,但是掺杂剂是一个掺杂乃至污染源,因此使用掺杂的硅加热器需要考虑和计算掺杂的问题。
由于硅是集成电路的主体材料,对于高纯单晶硅或多晶硅加热器的制造可以有多种加工工艺进行选择使用。例如可以使用大尺寸的硅片利用湿法或者干法进行蚀刻,也可以直接使用熔融铸造的方式加工出所述加热器的形状,其中在熔融过程中可以使用高纯石墨作为模具。
由于硅加热器具有不对表面的硅沉积敏感的特性,因此在使用硅加热器时可以取消所述衬里103的布置,在加热器上的沉积硅会成为加热器的一部分。但是需要考虑沉积硅的不同的掺杂等因素。
另外,如果采用所述石英薄膜或薄片加热器,可以直接将所述石英薄膜或薄片加热器作为衬里。但是反应气体与所述石英薄膜或薄片加热器直接接触,会导致在所述石英薄膜或薄片加热器上的沉积,而过多的沉积会改变所述石英薄膜或薄片加热器的热辐射从而使得工艺结果出现漂移。因此可以在所述石英薄膜或薄片加热器表面吹扫氢气或者惰性气体等吹扫气体以便对所述石英薄膜或薄片加热器进行保护以避免沉积的产生。吹扫气体可以从所述石英薄膜或薄片加热器表面面的喷嘴流过,也可以通过所述石英薄膜或薄片加热器上的开孔流出以使得整个的加热器都收到保护。
通过上述将所述石英薄膜或薄片加热器作为衬里的设计,可以使所述化学气相沉积系统的热质量进一步减少,加热器更加靠近基座以及衬底,减少了腔体内部的温度梯度,从而实现同质加热。对于传统设计中的化学气相沉积系统而言,以生长8-12寸的硅外延薄膜为例,衬底至石英腔室壁的距离为6-10mm左右,再考虑石英腔体的厚度为6mm,卤素灯管的半径为6mm,加上风冷需要的空间约10mm,因此传统化学气相沉积系统的加热器与衬底之间的距离在35mm以上。而本发明中,采用上述实施例的薄膜或薄片加热器的中心线至衬底距离的设计指标为小于等于25mm,本具体到实际实施中,在所述基座102的上方,第一均质面光源加热器104与衬底之间的距离的可以控制到约10-12mm左右,大大改善了加热的均匀性,而下方的第二均质面光源加热器104由于所述基座102和一些旋转机械结构的存在,距离可能稍大。
如图2所示,所述送气装置可以在所述气密腔体201内运送气体,其中包括运送反应气体和吹扫气体,反应气体可以运送至衬里203内与衬底发生沉积反应,吹扫气体可以在所述气密腔体201内吹扫从所述衬里203中泄露的反应气体。其中所述吹扫气体可以运送至气密腔体201的内壁处和\或所述第一或第二均质面光源加热器204\205与所述衬里203之间和\或所述第二均质面光源加热器205与所述基座202之间。
通过本发明所述的系统可以在衬底上沉积介质薄膜、导电薄膜以及半导体薄膜。
可以沉积的半导体薄膜包括硅外延薄膜、锗硅外延薄膜、以及氮化镓薄膜。
当沉积硅外延薄膜或者锗硅外延薄膜时,所述反应气体包括下列各项的一个或者多个:
前驱物气体,其中包括氯硅烷,硅烷,乙硅烷;
载气运输气体,其中包括氢气;
反应气体,其中包括锗烷、磷烷、氢气、氯化氢、甲烷以及含碳硅烷类气体;
刻蚀气体,其中包括氯化氢;以及
掺杂气体,其中包括乙硼烷、砷烷以及磷烷;和\或
所述吹扫气体包括氢气以及氮气。
当沉积氮化镓薄膜时所述前驱物气体还包括氯化镓以及氨气。
尽管上文描述了本发明的各实施例,但是,应该理解,它们只是作为示例来呈现的,而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是,可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此,此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制,而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。
Claims (22)
1.一种化学气相沉积系统,其特征在于,包括:
气密腔体,其容纳基座、衬里以及均质面光源加热器;
基座,其被配置为承载衬底;
衬里,其单独或者与所述基座共同包围衬底;
均质面光源加热器,其被配置为对所述衬底进行均质加热;以及
送气装置,其被配置为将反应气体运送至衬里内与衬底发生沉积反应。
2.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述气密腔体具有腔体冷却装置,所述腔体冷却装置包括:
冷却管路,其通过冷却水以及致冷剂对所述气密腔体进行冷却;和\或
风冷装置,其通过冷却气体对所述气密腔体进行冷却。
3.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,包括金属气密腔体,所述金属包括铝或者不锈钢。
4.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述气密腔体的内壁的反射率大于等于80%以便减少热损失。
5.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述基座包括石墨基座。
6.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述基座是可旋转的。
7.根据权利要求1-6之一所述的化学气相沉积系统,其特征在于,包括一个或者多个所述基座。
8.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述均质面光源加热器的加热体包括电阻式红外加热体,所述加热体在所述气密腔体的垂直截面上的厚度小于10mm。
9.根据权利要求8所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述加热体在所述均质面光源加热器上的正投影面积大于等于所述均质面光源加热器的表面积的20%。
10.根据权利要求9所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述均质面光源加热器包括:
石英加热器,其加热体包括石英上的发热丝,其中通过丝网印刷银浆、纳米墨水或者导电薄膜并且烧结以构造成型;
高纯石墨、玻璃碳或者碳碳复合材料加热器;
电热合金发热盘;以及
高纯或掺杂单晶硅或多晶硅加热器。
11.根据权利要求10所述的化学气相沉积系统,其特征在于,包括第一和第二均质面光源加热器,所述第一和第二均质面光源加热器分别布置于所述基座的上方和下方。
12.根据权利要求11所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述基座之间。
13.根据权利要求12所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述衬里的厚度为0.1至24mm;和\或
所述第一或第二均质面光源加热器的中心至所述衬里靠近所述基座一侧的表面的距离小于25mm。
14.根据权利要求13所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述衬里在红外透射的区域分采用高纯石英材料;和\或
所述衬里在红外不透射的区域采用PBN材料、石墨、涂层石墨、高纯陶瓷、涂层碳碳复合材料、涂层碳毡材料或者高纯单晶或多晶硅或者单多晶硅。
15.根据权利要求10所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述均质面光源加热器包围衬底以构成所述衬里。
16.根据权利要求1所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述送气装置还被配置为在所述气密腔体内运送吹扫气体以便吹扫从所述衬里中泄露的反应气体。
17.根据权利要求16所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述送气装置运送所述吹扫气体至气密腔体的内壁处和\或所述第一或第二均质面光源加热器与所述衬里之间和\或所述第二均质面光源加热器与所述基座之间。
18.根据权利要求17所述的化学气相沉积系统,其特征在于,该系统被配置为在衬底上沉积介质薄膜、导电薄膜以及半导体薄膜,其中半导体薄膜包括硅外延薄膜和/或锗硅外延薄膜。
19.根据权利要求18所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述反应气体包括下列各项的一个或者多个:
前驱物气体,其中包括氯硅烷,硅烷,乙硅烷;
载气运输气体,其中包括氢气;
反应气体,其中包括锗烷、磷烷、氢气、氯化氢、甲烷以及含碳硅烷类气体;
刻蚀气体,其中包括氯化氢;以及
掺杂气体,其中包括乙硼烷、砷烷以及磷烷;和\或
所述吹扫气体包括氢气以及氮气。
20.根据权利要求19所述的化学气相沉积系统,其特征在于,该系统还被配置为在衬底上沉积氮化镓薄膜,其中所述反应气体还包括氯化镓以及氨气。
21.根据权利要求12所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述衬里包括第一至第N层,其中第一至第M层所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述基座之间,第M层至第N层所述衬里布置于所述第一或第二均质面光源加热器与所述气密腔体的内壁之间,M和N为正整数,1≤M<N。
22.根据权利要求21所述的化学气相沉积系统,其特征在于,所述第一至第N层衬里之间具有吹扫气体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111132377.9A CN113818000A (zh) | 2021-09-26 | 2021-09-26 | 一种化学气相沉积系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111132377.9A CN113818000A (zh) | 2021-09-26 | 2021-09-26 | 一种化学气相沉积系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113818000A true CN113818000A (zh) | 2021-12-21 |
Family
ID=78915532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111132377.9A Pending CN113818000A (zh) | 2021-09-26 | 2021-09-26 | 一种化学气相沉积系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113818000A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110885973A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-03-17 | 上海引万光电科技有限公司 | 化学气相沉积设备 |
CN114686974A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-01 | 上海埃延半导体有限公司 | 一种用于衬底外延的反应器 |
CN114703466A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-07-05 | 常州第六元素半导体有限公司 | 连续式cvd薄膜制造设备及方法 |
CN115537781A (zh) * | 2022-10-27 | 2022-12-30 | 上海埃延半导体有限公司 | 一种弥漫层流反应腔体及控制方法 |
TWI832555B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-02-11 | 大陸商上海陛通半導體能源科技股份有限公司 | 多功能晶圓預處理腔及化學氣相沉積設備 |
-
2021
- 2021-09-26 CN CN202111132377.9A patent/CN113818000A/zh active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110885973A (zh) * | 2018-09-11 | 2020-03-17 | 上海引万光电科技有限公司 | 化学气相沉积设备 |
TWI832555B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-02-11 | 大陸商上海陛通半導體能源科技股份有限公司 | 多功能晶圓預處理腔及化學氣相沉積設備 |
CN114703466A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-07-05 | 常州第六元素半导体有限公司 | 连续式cvd薄膜制造设备及方法 |
CN114703466B (zh) * | 2022-02-07 | 2024-04-09 | 常州第六元素半导体有限公司 | 连续式cvd薄膜制造设备及方法 |
CN114686974A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-07-01 | 上海埃延半导体有限公司 | 一种用于衬底外延的反应器 |
CN115537781A (zh) * | 2022-10-27 | 2022-12-30 | 上海埃延半导体有限公司 | 一种弥漫层流反应腔体及控制方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113818000A (zh) | 一种化学气相沉积系统 | |
US8696814B2 (en) | Film deposition apparatus and film deposition method | |
EP0393809B1 (en) | Pressure resistant thermal reactor system for semiconductor processing | |
JP5639104B2 (ja) | 成膜装置 | |
TWI607532B (zh) | 用於基材處理腔室部件的熱輻射阻障物 | |
WO2011114858A1 (ja) | 半導体薄膜の製造方法、半導体薄膜の製造装置、サセプター、およびサセプター保持具 | |
US8328943B2 (en) | Film forming apparatus and method | |
JP2012069904A (ja) | 成膜装置および成膜方法 | |
WO2012115170A1 (ja) | 基板処理装置、基板の製造方法及び半導体装置の製造方法 | |
CN102317500A (zh) | 化学气相沉积系统和工艺 | |
US8440270B2 (en) | Film deposition apparatus and method | |
US6191390B1 (en) | Heating element with a diamond sealing material | |
US7381926B2 (en) | Removable heater | |
US6709520B1 (en) | Reactor and method for chemical vapor deposition | |
US7806984B2 (en) | Semiconductor or liquid crystal producing device | |
EP1456867A1 (en) | Heated vacuum support apparatus | |
US20120073502A1 (en) | Heater with liquid heating element | |
JP2001220124A (ja) | 酸化珪素粉末の製造装置 | |
JPH0930893A (ja) | 気相成長装置 | |
JP2013235947A (ja) | 回転ブレード気相成長装置 | |
KR101433566B1 (ko) | 히터 및 이를 포함하는 배치식 기판처리 장치 | |
WO2014046242A1 (ja) | 温度測定器および基板処理装置ならびに温度制御方法および半導体装置の製造方法 | |
US11996305B2 (en) | Selective oxidation on rapid thermal processing (RTP) chamber with active steam generation | |
US20240035161A1 (en) | Actively controlled pre-heat ring for process temperature control | |
JP2000178749A (ja) | プラズマcvd装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |