CN115074702A - 一种lpcvd炉通入化学气体的方法 - Google Patents
一种lpcvd炉通入化学气体的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115074702A CN115074702A CN202210629607.0A CN202210629607A CN115074702A CN 115074702 A CN115074702 A CN 115074702A CN 202210629607 A CN202210629607 A CN 202210629607A CN 115074702 A CN115074702 A CN 115074702A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- reaction cavity
- furnace
- supply device
- reaction
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 73
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 claims description 2
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 82
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
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
- C23C16/44—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
- C23C16/455—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 introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
- C23C16/45563—Gas nozzles
- C23C16/45578—Elongated nozzles, tubes with holes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/14—Feed and outlet means for the gases; Modifying the flow of the reactive gases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
本发明公开了一种LPCVD炉通入化学气体的方法，包括炉体，在炉体的反应腔内为反应腔补充气体的第二供气装置，其中，通入气体的方法包含如下步骤：S1、先通过出气口对反应腔内进行抽真空，再通过第一供气装置持续性的从进气口通入气体至反应腔内，使气体持续性的从进气口向出气口运动；S2、通过第二供气装置在反应腔的多个区段上同时向反应腔中通入气体，补充反应腔内由于化学反应消耗的第一供气装置通入的气体，使反应腔内气体分布均匀，且气体密度始终与预定的气体密度保持一致，保证从进气口到出气口的材料表面上的薄膜厚度一致。
Description
技术领域
本发明涉及LPCVD沉积技术领域，具体涉及一种LPCVD炉通入化学气体的方法。
背景技术
随着半导体产业及微电子技术的迅猛发展，半导体工艺特征尺寸的减小，对薄膜的均匀性要求及膜厚的误差要求不断提高，LPCVD技术不仅用于制备硅外延层，还广泛用于各种无定形钝化膜及多晶薄膜的沉积，是一种重要的薄膜淀积技术。从LPCVD沉积原理可知，参与反应的气体，由于压力差的作用，从炉体一端流向另一端，有一部分将被吸附在晶片表面上，借助温度的作用，沉积反应将会发生。
在传统的LPCVD沉积装置中，都会将所需的化学气体从炉口通入，化学气体在炉内真空的作用下从炉体的炉尾出，然而化学气体从炉口向炉尾运动的过程中，由于热分解和化学反应，气体分子逐渐减少，造成生长在材料表面的薄膜从炉口到炉尾逐次变薄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LPCVD炉通入化学气体的方法，解决现有技术中生长在材料表面的薄膜从炉口到炉尾逐次变薄的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种LPCVD炉通入化学气体的方法，包括炉体、为所述炉体反应腔加热的加热装置以及设于反应腔内的载片装置、真空检测仪、温度传感器，所述炉体一端具有进气口，连接第一供气装置，另一端具有出气口，连接真空泵；所述真空检测仪、所述温度传感器、所述加热装置的供电装置、所述第一供气装置以及所述真空泵均电连接控制器，还包括为所述反应腔补充气体的第二供气装置，其中，通入气体的方法包含如下步骤：
S1、先通过所述出气口对所述反应腔内进行抽真空，再通过所述第一供气装置持续性的从所述进气口通入气体至所述反应腔内，使气体持续性的从所述进气口向所述出气口运动；
S2、通过第二供气装置在反应腔的多个区段上同时向反应腔中通入气体，补充反应腔内由于化学反应消耗的第一供气装置通入的气体，使反应腔内气体分布均匀，且气体密度始终与预定的气体密度保持一致。
作为本发明进一步的方案：所述反应腔内设置通气管，所述通气管上设置若干补充气孔，所述第二供气装置与所述通气管连通，步骤S2中通过调节所述补充气孔的孔径和/或间距实现反应腔内气体分布均匀。
作为本发明进一步的方案：所述通气管设置在所述反应腔的底部。
作为本发明进一步的方案：所述通气管沿所述炉体轴线方向设置。
作为本发明进一步的方案：所述通气管的进气口延伸出所述反应腔且与所述炉体的出气口位于同一端。
作为本发明进一步的方案：所述炉体包括炉管主体以及设置在所述炉管主体两端的法兰门装置，所述炉管主体与所述法兰门装置通过密封圈密封连接。
本发明的有益效果：本申请通过设置第二供气装置为反应腔内补充产生薄膜所消耗的第一供气装置充入的气体，而使反应腔内气体分布均匀，且气体密度与预定的气体密度保持一致，保证从进气口到出气口的材料表面上的薄膜厚度一致。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明LPCVD炉的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种LPCVD炉结构，包括炉体1、加热装置(未图示)以及载片装置(未图示)。其中，炉体1包括炉管主体11以及设置在炉管主体11两端的法兰门装置12，法兰门装置12密封连接在炉管主体11的两端，用于打开或关闭炉管主体11两端的端口，便于将材料放入炉管主体11内的反应腔15或从反应腔15内取出。法兰门装置为不锈钢法兰门装置12，炉管柱体11为石英管，二者之间通过密封圈密封。炉体1具有进气口13和出气口14，进气口13位于设置在炉管主体11右端的法兰门装置12的底部，其一端连通反应腔15，另一端连接第一供气装置2。出气口14位于设置在炉管主体11左端的法兰门装置12的中心处，其一端连通反应腔15，另一端连接真空泵(未图示)。
加热装置采用电热丝环绕设置在炉体1四周，对炉体1均匀加热，使炉体1内的反应腔15内产生后续生成薄膜所需的高温。载片装置采用载片支架设置在炉体1中，载片支架上可设置若干间隔的凹槽，使载片支架可同时固定多片材料(如晶圆片)。在炉体1中内部设置有真空检测仪(未图示)和温度传感器(未图示)。电加热丝连接到供电装置(未图示)上。
上述第一供气装置2、真空泵、真空检测仪、供电装置以及温度传感器均电连接到LPCVD炉的控制器(未图示)上，控制器根据编制程序控制反应腔15中的温度、气体流量和真空度，并在温度、真空度异常时自动停止加热和关闭通气。
控制器还电连接第二供气装置4，第二供气装置4与反应腔15的多个区段连通，为反应腔15的多个区段补充气体，保证反应腔15内气体分布的均匀度。本实施例中，反应腔15的区段是一个虚拟的概念，并不一定具有实体边界，此处定义反应腔15的区段是为了更加清晰的描述本申请中反应腔15内气体密度分布不均以及后续涉及的补充气孔31的布置。
本实施例中，反应腔15内设置有通气管3，第二供气装置4通过通气管3与反应腔15的多个区段连通。通气管3可采用弥散管，通气管3沿炉管主体11轴线方向设置且位于反应腔15的底部，通气管3的进气口延伸出具有出气口14的法兰门装置12，且位于出气口14的下方。沿炉体1轴线方向上，通气管3上设置若干补充气孔31，第二供气装置4通过补充气孔31为反应腔15的多个区段补充反应所消耗的从第一供气装置2通入的气体，使反应腔15内的气体的分布均匀，且使反应腔15内的气体密度始终与预定的气体密度保持一致，避免出现由于生成薄膜需要消耗第一供气装置2充入的气体，导致反应腔15越靠近出气口14的区段内气体的浓度越低，致使材料上产生的薄膜厚度不匀。
具体的，沿反应腔15进气端指向反应腔15出气端的方向上(即第一供气装置2通入气体流动方向)，若干补充气孔31的孔径逐渐增大和/或逐渐减少补充气孔之间的间距，使第二供气装置4对越靠近出气口14的反应腔15区段相同时间段内补充的气体量越多，以解决反应腔15越靠近出气口14的区段内气体的浓度越低的问题，保证反应腔15各区段内材料上产生的薄膜厚度分布均匀。
本实施例中，为实现材料上产生的薄膜厚度均匀，具体的通入气体步骤为：首先将材料安装在载片支架设上，关闭炉盖，通过真空泵从出气口对反应腔内进行抽真空，再通过第一供气装置2持续性从进气口向反应腔内提供匀速、稳定的气体，使气体在真空的作用下从进气口13向出气口14运动，在此过程中，气体在低压和高温的条件下，会在位于载片支架上固定的材料表面反应生成薄膜。在反应时，由于生成薄膜需要消耗气体，会导致反应腔15内越靠近进气口14的区段气体的浓度越低，此时，第二供气装置4通过通气管3上的若干补充气孔31同时为反应腔15各区段补充气体，使反应腔内气体分布均匀，且气体密度始终与预定的气体密度保持一致，进而使从进气口13到出气口14的材料表面上的薄膜厚度一致。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (6)
1.一种LPCVD炉通入气体的方法，包括炉体、为所述炉体反应腔加热的加热装置以及设于反应腔内的载片装置、真空检测仪、温度传感器，所述炉体一端具有进气口，连接第一供气装置，另一端具有出气口，连接真空泵；所述真空检测仪、所述温度传感器、所述加热装置的供电装置、所述第一供气装置以及所述真空泵均电连接控制器，其特征在于：还包括为所述反应腔补充气体的第二供气装置，所述控制器与所述第二供气装置电连接，其中，通入气体的方法包含如下步骤：
S1、先通过所述出气口对所述反应腔内进行抽真空，再通过所述第一供气装置持续性的从所述进气口通入气体至所述反应腔内，使气体持续性的从所述进气口向所述出气口运动；
S2、通过第二供气装置在反应腔的多个区段上同时向反应腔中通入气体，补充反应腔内由于化学反应消耗的第一供气装置通入的气体，使反应腔内气体分布均匀，且气体密度始终与预定的气体密度保持一致。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，所述反应腔内设置通气管，所述通气管上设置若干补充气孔，所述第二供气装置与所述通气管连通，步骤S2中通过调节所述补充气孔的孔径和/或间距实现反应腔内气体分布均匀。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于，所述通气管设置在所述反应腔的底部。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于，所述通气管沿所述炉体轴线方向设置。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于，所述通气管的进气口延伸出所述反应腔且与所述炉体的出气口位于同一端。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于，所述炉体包括炉管主体以及设置在所述炉管主体两端的法兰门装置，所述炉管主体与所述法兰门装置通过密封圈密封连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210629607.0A CN115074702A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种lpcvd炉通入化学气体的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210629607.0A CN115074702A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种lpcvd炉通入化学气体的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115074702A true CN115074702A (zh) | 2022-09-20 |
Family
ID=83248241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210629607.0A Pending CN115074702A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 一种lpcvd炉通入化学气体的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115074702A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140322900A1 (en) * | 2011-12-07 | 2014-10-30 | Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Co., Ltd | Low-pressure chemical vapor deposition apparatus and thin-film deposition method thereof |
| CN204325493U (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-13 | 上海微世半导体有限公司 | 一种lpcvd沉积装置 |
| CN204325494U (zh) * | 2014-12-05 | 2015-05-13 | 上海微世半导体有限公司 | 一种lpcvd沉积炉管 |
| CN108754457A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-06 | 普乐新能源（蚌埠）有限公司 | 管状反应器的补气装置 |
| CN209974885U (zh) * | 2019-05-10 | 2020-01-21 | 普乐新能源（蚌埠）有限公司 | 低压化学气相沉积真空管式炉的补气装置 |
| CN210163522U (zh) * | 2019-06-05 | 2020-03-20 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种炉管及lpcvd设备 |
| CN213236459U (zh) * | 2020-08-26 | 2021-05-18 | 深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司 | 法兰以及反应管 |
| CN214830646U (zh) * | 2020-12-31 | 2021-11-23 | 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 | 一种lpcvd进气结构 |
| CN217438292U (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-16 | 上海微世半导体有限公司 | 一种lpcvd炉结构 |
-
2022
- 2022-06-02 CN CN202210629607.0A patent/CN115074702A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140322900A1 (en) * | 2011-12-07 | 2014-10-30 | Wuxi China Resources Huajing Microelectronics Co., Ltd | Low-pressure chemical vapor deposition apparatus and thin-film deposition method thereof |
| CN204325494U (zh) * | 2014-12-05 | 2015-05-13 | 上海微世半导体有限公司 | 一种lpcvd沉积炉管 |
| CN204325493U (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-13 | 上海微世半导体有限公司 | 一种lpcvd沉积装置 |
| CN108754457A (zh) * | 2018-08-20 | 2018-11-06 | 普乐新能源（蚌埠）有限公司 | 管状反应器的补气装置 |
| CN209974885U (zh) * | 2019-05-10 | 2020-01-21 | 普乐新能源（蚌埠）有限公司 | 低压化学气相沉积真空管式炉的补气装置 |
| CN210163522U (zh) * | 2019-06-05 | 2020-03-20 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种炉管及lpcvd设备 |
| CN213236459U (zh) * | 2020-08-26 | 2021-05-18 | 深圳市捷佳伟创新能源装备股份有限公司 | 法兰以及反应管 |
| CN214830646U (zh) * | 2020-12-31 | 2021-11-23 | 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 | 一种lpcvd进气结构 |
| CN217438292U (zh) * | 2022-06-02 | 2022-09-16 | 上海微世半导体有限公司 | 一种lpcvd炉结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10570508B2 (en) | Film forming apparatus, film forming method and heat insulating member | |
| CN105925960B (zh) | 一种用于太阳能电池片生产的原子层沉积真空镀膜装置 | |
| US20130337653A1 (en) | Semiconductor processing apparatus with compact free radical source | |
| US8092640B2 (en) | Plasma processing apparatus and semiconductor device manufactured by the same apparatus | |
| US5252132A (en) | Apparatus for producing semiconductor film | |
| US20080135516A1 (en) | Substrate treatment device | |
| JP5702657B2 (ja) | 熱処理装置 | |
| US8071477B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device and substrate processing apparatus | |
| JP2009044023A (ja) | 半導体装置の製造方法および基板処理装置 | |
| US5016567A (en) | Apparatus for treatment using gas | |
| JPH01107519A (ja) | 気相成長装置 | |
| US5225378A (en) | Method of forming a phosphorus doped silicon film | |
| CN106676499B (zh) | 一种mocvd气体喷淋头预处理方法 | |
| CN217438292U (zh) | 一种lpcvd炉结构 | |
| US6738683B1 (en) | Apparatus and method for cleaning a bell jar in a barrel epitaxial reactor | |
| JPS61117841A (ja) | シリコン窒化膜の形成方法 | |
| CN115074702A (zh) | 一种lpcvd炉通入化学气体的方法 | |
| CN102586759B (zh) | 一种气体输送系统及应用该系统的半导体处理设备 | |
| JPH0456314A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| CN117832126A (zh) | 一种晶圆热处理设备及晶圆处理工艺 | |
| CN107641796B (zh) | 制程设备及化学气相沉积制程 | |
| CN115537776A (zh) | 成膜装置 | |
| CN211689227U (zh) | 一种石墨烯沉积设备 | |
| JP2004273605A (ja) | 基板処理装置 | |
| CN114622181A (zh) | 气相生长装置及气相生长方法 |
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 | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20220920 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |