CN211734468U - 一种化学气相沉积气体导流机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化学气相沉积设备领域，公开了一种化学气相沉积气体导流机构，包括：设置在衬底外侧的矩形框、以及为矩形框提供气相的气体管道；所述矩形框与所述衬底平行相对，所述矩形框与所述衬底之间有供等离子生成的中间区域，所述矩形框上的排气孔平行于所述衬底，且所述排气孔通向所述中间区域。通过上述方式，本实用新型能够由外向内供气，供气方向与衬底平面平行，经自由扩散中间区域，在中间区域设置能量源，形成等离子体，在衬底表面形成均匀薄膜。

Description

一种化学气相沉积气体导流机构

技术领域

本实用新型涉及化学气相沉积设备领域，特别是涉及一种化学气相沉积气体导流机构。

背景技术

目前市面上化学气相沉积设备一般采用平行电容式整流板。这种平行电容式整流板与衬底保持平行，其整流板上设有阵列孔以供气体排出；通过膜厚测试对膜厚厚的区域的排气孔进行堵孔，或对膜厚薄的区域的排气孔进行扩孔。

但由于上述整流板的出气口(排气孔)为阵列孔，即阵列均匀排布的出气孔，而整流板的进气孔一般处于整流板的中心，使其为中间(整流板的中部位置)进气、整个面(整流板的整个内平面)出气，这势必会出现中间的出气孔气流大、边缘的出气孔气流小的现象。从而影响了气体的使用效率、以及气体沉积膜厚的均匀性；另外，因阵列的出气孔小且多，所以在进行膜厚测试时，需要反复验证，反复进行堵孔、扩孔等操作，制作成本高、调试时间长。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种化学气相沉积气体导流机构，能够由外向内供气，供气方向与衬底平面平行，经自由扩散至衬底与矩形框之间的中间区域，在中间区域设置能量源，从而形成等离子体，等离子反应并沉积在衬底表面形成均匀薄膜。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种化学气相沉积气体导流机构，包括：设置在衬底外侧的矩形框、以及为所述矩形框提供气相的气体管道；所述矩形框与所述衬底平行相对，所述矩形框与所述衬底之间有供等离子生成的中间区域，所述矩形框上的排气孔平行于所述衬底，且所述排气孔通向所述中间区域。

优选的，所述矩形框包括四个垂直相连的气体喷杆，每个气体喷杆上均具有若干个排气孔；若干个排气孔呈中间密、两端稀疏的状态分布在所述气体喷杆的长度方向上；所述气体喷杆端部排出的气相会与相邻的气体喷杆端部排出的气相垂直交汇汇合，使气体喷杆两端的气体密度和其中间位置的气体密度相当。

优选的，所述气体管道包括进气管道、内部管道和分管道；所述进气管道通向所述内部管道，所述内部管道通向所述分管道，所述分管道通向所述矩形框。

优选的，所述分管道有四个，四个分管道分别位于所述矩形框的四个直角端；所述分管道的两个出气端分别与两个对应的气体喷杆的端部连通。

优选的，所述进气管道有两个，两个进气管道位于所述矩形框的底部；所述内部管道有两个，两个内部管道位于所述矩形框的两侧；所述内部管道的进气端与对应的进气管道连通，所述内部管道的两个出气端分别与两个对应的分管道连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型能够使气体在中间区域混合缓冲，提升均匀性；四个垂直相连的气体喷杆，以及气体喷杆上排气孔呈中间密、两端稀疏的状态分布的结构设计，可使得气体喷杆两端的气体密度和其中间位置的气体密度相当，进而又提高了气体排出时分布的均匀性；且该制作方案相对平面阵列孔，被加工体少，材料省，制作成本降低，且沉膜均匀性更易于把控。其供气端增加为两处或多处，可以优化排气疏密。整个结构简单，制作成本低，测试调试易。

附图说明

图1是本实用新型一种化学气相沉积气体导流机构的结构示意图；

图2是本实用新型一种化学气相沉积气体导流机构另一视角下的局部剖视结构示意图。

附图中各部件的标记如下：1、衬底；2、中间区域；3、气体喷杆；4、进气管道；5、内部管道；6、分管道。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例包括：

一种化学气相沉积气体导流机构，包括设置在衬底1外侧的矩形框、以及为矩形框提供气相的气体管道。所述矩形框与所述衬底1平行相对，所述矩形框与所述衬底1之间有供等离子生成的中间区域2，中间区域2具有缓冲作用。所述矩形框上的排气孔平行于所述衬底1，且所述排气孔通向所述中间区域2，即所述排气孔的排气方向平行于所述衬底1的表面，且所述排气孔与所述中间区域2连通，以实现向内排气。气相从矩形框的排气孔向衬底侧扩散时，在中间区域2形成等离子体区域，并且其气体流向会转向90度，使等离子体的疏密程度得以缓冲，可以提高气相的均匀性。

所述矩形框包括四个垂直相连的气体喷杆3，每个气体喷杆3上均具有若干个排气孔；若干个排气孔呈中间密、两端稀疏的状态分布在所述气体喷杆3的长度方向上，即所述气体喷杆3中部的排气孔排布的疏密程度大于其两端的排气孔排布的疏密程度，也可理解为气体喷杆3上排气孔的疏密程度呈正态分布状。这样，气相从气体喷杆3的中间位置排出的会较多、两侧的会较少，又由于气体喷杆3与气体喷杆3之间是两两垂直相连的，所以气体喷杆3端部排出的气相会与相邻的气体喷杆3端部排出的气相垂直交汇汇合，从而可使得气体喷杆3两端的气体密度和其中间位置的气体密度相当，进而又提高了气体排出时分布的均匀性。

所述气体管道包括进气管道4、内部管道5和分管道6；所述进气管道4通向所述内部管道5，所述内部管道5通向所述分管道6，所述分管道6通向四个气体喷杆3所组成的矩形框。所述进气管道4有两个，两个进气管道4位于所述矩形框的底部；所述分管道6有四个，四个分管道6分别位于所述矩形框的四个直角端；所述内部管道5有两个，两个内部管道5位于所述矩形框的两侧，所述内部管道5的进气端与对应的进气管道4连通，所述内部管道5的两个出气端分别与两个对应的分管道6连通；该结构设计能够保证气相传送过程中的均匀性。所述分管道6的两个出气端分别与两个对应的气体喷杆3的端部连通，以从气体喷杆3的两个端部进气，气体喷杆3端部的气体压力相对较大，气体喷杆3上排气孔呈中间密、两端疏的疏密结构保证了四个气体喷杆3排出气体混合的均匀性。本化学气相沉积气体导流机构能够让气相从底部的进气管道4进入到内部管道5，自内部管道5进入到分管道6，自分管道6进入到与之相连的气体喷杆3中；最后，自气体喷杆3排出，气体疏密得以混合均匀，实现气相沉积的均匀性。

本实用新型在衬底1上方经矩形框由外向内供气，供气方向与衬底1平面平行，转动90度后自由扩散至中间区域2，在中间区域2设置能量源，形成等离子体区域，在衬底1表面形成均匀薄膜；可以使得气体在中间区域2混合缓冲，均匀性提升；且该制作方案相对平面阵列孔，被加工体少，材料省，制作成本降低，且沉膜均匀性更易于把控。其供气端增加为两处或多处，可以优化排气疏密。整个结构简单，制作成本低，测试调试易。

在化学气相沉积设备中，气相在衬底1表面的分布状况影响着纳米级薄膜厚度的均匀性，因此，气体导流布气成为气相沉积设备的关键机构。本实用新型可替换腔室内部复杂的气体平面导流板，有效降低气体导流机构制作成本。本实用新型可应用于热丝气相化学沉积，微波化学气相沉积工艺设备中，该类工艺设备广泛应用于集成电路，半导体，平板显示，光伏等镀膜设备领域。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种化学气相沉积气体导流机构，其特征在于，包括：设置在衬底外侧的矩形框、以及为矩形框提供气相的气体管道；所述矩形框与所述衬底平行相对，所述矩形框与所述衬底之间有供等离子生成的中间区域，所述矩形框上的排气孔平行于所述衬底，且所述排气孔通向所述中间区域。

2.根据权利要求1所述的一种化学气相沉积气体导流机构，其特征在于：所述矩形框包括四个垂直相连的气体喷杆，每个气体喷杆上均具有若干个排气孔；若干个排气孔呈中间密、两端稀疏的状态分布在所述气体喷杆的长度方向上；所述气体喷杆端部排出的气相会与相邻的气体喷杆端部排出的气相垂直交汇汇合，使气体喷杆两端的气体密度和其中间位置的气体密度相当。

3.根据权利要求2所述的一种化学气相沉积气体导流机构，其特征在于：所述气体管道包括进气管道、内部管道和分管道；所述进气管道通向所述内部管道，所述内部管道通向所述分管道，所述分管道通向所述矩形框。

4.根据权利要求3所述的一种化学气相沉积气体导流机构，其特征在于：所述分管道有四个，四个分管道分别位于所述矩形框的四个直角端；所述分管道的两个出气端分别与两个对应的气体喷杆的端部连通。

5.根据权利要求4所述的一种化学气相沉积气体导流机构，其特征在于：所述进气管道有两个，两个进气管道位于所述矩形框的底部；所述内部管道有两个，两个内部管道位于所述矩形框的两侧；所述内部管道的进气端与对应的进气管道连通，所述内部管道的两个出气端分别与两个对应的分管道连通。

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