CN211522317U - 化学气相沉积系统 - Google Patents

Abstract

一种化学气相沉积系统包括承载台、喷洒头、及网筛。承载台用以承载晶圆；喷洒头具有多个喷孔且连接等离子体产生部；网筛设置于喷洒头与承载台之间，并相对于喷洒头的喷孔。其中，由射频电源提供射频电压，而于喷洒头与承载台之间产生电场，使得等离子体产生部产生等离子体，由喷孔喷洒出等离子体，且于喷洒头与承载台之间的电场是由网筛所隔离，采用可隔离电场的网筛，电场不会全部直接经过晶圆，仅有低等离子体碰触晶圆表面，以对晶圆的等离子体轰击，避免晶圆的外延晶格表面遭受破坏。

Description

化学气相沉积系统

技术领域

本实用新型为提供一种化学气相沉积技术，特别是关于低等离子体轰击的等离子体增强化学气相沉积系统。

背景技术

等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术目前普遍使用在半导体Ⅲ-Ⅴ族外延上的介电层或是保护层生长工艺上。请参考图1，图1是表示在现有技术中等离子体增强化学气相沉积系统的第一平面示意图，在图1中，等离子体增强化学气相沉积系统1利用喷洒头40连接射频电源作为上电极，且利用承载台30作为下电极，晶圆100置于承载台30上。在上、下电极之间施加射频电压而由等离子体产生部42产生等离子体，则于喷洒头40与承载台30之间会发生辉光放射的现象。等离子体产生部42所产生的等离子体从喷洒头40的喷孔41喷洒出并流动于此辉光放射的区域时，会放电解离而对晶圆100进行化学气相沉积，以于晶圆100的表面生长介电层或是保护层。

对于Ⅲ-Ⅴ族材料而言，外延表面的质量非常重要，等离子体增强化学气相沉积系统1由于电场会从晶圆100通过，等离子体的轰击容易破坏晶圆 100的外延表面，产生大量的缺陷(trap)，而使产品难以获得优异的特性；一旦晶圆100的外延表面被破坏后，外延质量会下降，进入后面的前端工艺与后端工艺后，会使整体工艺良率变差，而降低半导体器件的可靠度性能。

实用新型内容

为了改善现有技术所提及的缺失，本实用新型的目的是提供一种化学气相沉积系统，避免电场直接经过晶圆，降低等离子体对晶圆的轰击。

为达上述目的，本实用新型的化学气相沉积系统包括承载台、喷洒头、及网筛。承载台用以承载晶圆；喷洒头具有多个喷孔且连接等离子体产生部；网筛设置于喷洒头与承载台之间，并相对于喷洒头的喷孔。其中，由射频电源提供射频电压，而于喷洒头与承载台之间产生电场，使得等离子体产生部产生等离子体，由喷孔喷洒出等离子体，且于喷洒头与承载台之间的电场是由网筛所隔离。

基于上述，本实用新型的化学气相沉积系统设有可隔离电场的网筛，电场不会全部直接经过晶圆，仅有低等离子体碰触晶圆表面，以对晶圆的等离子体轰击，避免过程中晶圆的外延晶格表面遭受破坏。可避免整体晶圆的外延质量被破坏，以提升后续半导体前段工艺及后段工艺的可靠度性能。

附图说明

图1是表示在现有技术中，等离子体增强化学气相沉积系统的第一平面示意图。

图2是根据本实用新型技术，表示等离子体的化学气相沉积系统的第一平面示意图。

图3是根据本实用新型技术，表示等离子体的化学气相沉积系统中网筛的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本实用新型，在此配合所附的图式、具体阐明本实用新型的技术特征与实施方式，并列举优选实施例进一步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本实用新型特征有关的示意，并不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。

在本实用新型中，所述的X轴、Y轴与Z轴系采用右旋的卡式坐标系。X 轴、Y轴、Z轴与原点的详细方向在本实用新型中，是依照各个图式内容所标示，其中X轴与Y轴所构成的平面定义为第一平面，X轴与Z轴所构成的平面为第二平面。

首先请参照图2，图2表示等离子体的化学气相沉积系统的示意图。如图2所示，本实用新型的化学气相沉积系统2包括承载台30、喷洒头40、及网筛50，其中网筛50设置在喷洒头40和承载台30之间，承载台30用以承载晶圆100，晶圆100透过等离子体增强化学气相沉积进行介电层或是保护层生长工艺，且喷洒头40具有多个面对晶圆100方向设置的喷孔41。此外，喷洒头40还与等离子体产生部42连接，等离子体产生部42连接射频电源(RFpower)(未在图中表示)，据此，射频电源用以提供射频电源给等离子体产生部42，使得等离子体产生部42产生等离子体，并且由喷洒头40的多个喷孔 41朝向晶圆100喷洒出等离子体，等离子体会放电解离而于晶圆100上成长介电层或是保护层。在本发明中，网筛50设置于晶圆100与喷洒头40之间的目的在于用以遮蔽晶圆100，使得喷洒头40可以视为上电极，网筛50可以视为下电极，而电场是形成于喷洒头40与网筛50之间，利用网筛50隔离了电场，而不会直接经过晶圆100，避免电场直接轰击晶圆100，而降低晶圆 100的表面伤害。

于本发明的较优选的实施例中，网筛50于第一平面上相对于喷洒头40 的喷孔41而设置。网筛50优选为圆形，但在其他实施例中，网筛50亦可以是其他形状，只要网筛50的尺寸设计可以隔离电场、并阻隔部分等离子体即可。

在另一较优选的实施例中，网筛50并非完全覆盖于晶圆100之上，而是与晶圆100之间隔着一段距离，网筛50设置于晶圆100上方的距离优选为 10mm～100mm；网筛50设置于喷洒头40下方的距离优选为5mm～10mm。如此设计可以降低等离子体对晶圆100产生的轰击大约80％～99％。

接着请参照图3，图3表示低等离子体的化学气相沉积系统中网筛的俯视示意图。图3是以第二平面俯视，如图3所示，网筛50具有多个筛孔51，筛孔51的孔径51d优选为3mm～10mm；每一个筛孔51之间的间距51w优选为10mm～30mm。

以上所述仅为本实用新型之优选实施例，并非用以限定本实用新型之权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域之专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本实用新型所揭示之精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (7)

1.一种化学气相沉积系统，其特征在于，包括：

承载台，用以承载晶圆；

喷洒头，具有多个喷孔，且连接等离子体产生部，所述等离子体产生部连接射频电源；以及

网筛，设置于所述喷洒头与所述承载台之间，并相对于所述喷洒头的所述喷孔；

其中，所述射频电源提供射频电压，而于所述喷洒头与所述承载台之间产生电场，使得所述等离子体产生部产生等离子体，由所述喷孔喷洒出所述等离子体，且于所述喷洒头与所述承载台之间的所述电场是由所述网筛所隔离。

2.如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述等离子体对所述晶圆产生的轰击降低80％～99％。

3.如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述网筛设置于所述晶圆上方的距离为10mm～100mm。

4.如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述网筛设置于所述喷洒头下方的距离为5mm～10mm。

5.如权利要求1所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述网筛为金属。

6.如权利要求1或5所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述网筛具有多个筛孔，所述筛孔的孔径为3mm～10mm。

7.如权利要求6所述的化学气相沉积系统，其特征在于，所述网筛的每一所述筛孔之间的间距为10mm～30mm。

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