CN219991729U - 一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及气相沉积技术领域，具体为一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，包括气相沉积设备箱体，所述气相沉积设备箱体内部的上方固定安装有扩散板，所述气相沉积设备箱体的外侧固定安装有PLC控制器，所述扩散板上开设有若干排气孔，且排气孔的顶部螺纹连接有导气管，所述气相沉积设备箱体的顶部固定安装有进气箱。该半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，通过在气相沉积设备箱体的内部设置扩散板，并在扩散板上开设若干排气孔，同时每个排气孔均连接有导气管，在对工艺气体进行输送时，通过导气管上流速传感器、管道电磁阀配合对气体流量进行控制，从而保证每个排气孔中气体流量均相同。

Description

一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备

技术领域

本实用新型涉及气相沉积技术领域，具体为一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备。

背景技术

化学气相沉积作为半导体工艺技术之一，是指利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法。化学气相沉积装置主要包括反应室、进气喷头、电场模块、射频模块等，工艺气体通过进气喷头喷射到反应室内，在电场的作用下沉积在基片上，再通过射频模块控制沉积于基片表面的角度，从而完成气相沉积的过程。

目前常见的化学气相沉积设备，通常由管道结合分流盘，并在分流盘上设置若干喷头或者通孔，通过若干喷头或通孔实现将工艺气体相对均匀的导入沉积设备中，如CN202110372818.6公开的一种化学气相沉积装置，其中便公开了分流盘以及分流盘上通孔的应用，采用此种结构释放工艺气体，虽然在一定程度上可提高工艺气体在沉积设备中的均匀性，但是分流盘底部若干通孔与分流盘进气口距离不等，导致每个通孔气体流量均存在差别，进而造成工艺气体在沉积设备空间内各处浓度仍存在差异，容易造成晶圆沉积膜厚度存在差异的问题，为此我们提出一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，包括气相沉积设备箱体，所述气相沉积设备箱体内部的上方固定安装有扩散板，所述气相沉积设备箱体的外侧固定安装有PLC控制器，所述扩散板上开设有若干排气孔，且排气孔的顶部螺纹连接有导气管，所述气相沉积设备箱体的顶部固定安装有进气箱，且进气箱与导气管连通，所述导气管上固定安装有流速传感器、管道电磁阀，所述进气箱的顶部设置有密封顶板，且密封顶板的顶部固定安装有进气歧管，所述进气歧管的一端固定连接有主进气管，且主进气管远离进气歧管的一端固定连接有工艺气体导入管，所述工艺气体导入管上设置有输送气泵，所述主进气管上设置有驱动电机、混合涡轮。

优选的，所述排气孔的中段开设有雾化毛细喉管，所述排气孔的下段为喇叭口，所述雾化毛细喉管与下段喇叭口连接处平滑过渡。

优选的，所述气相沉积设备箱体内部的上方固定安装有隔离板，且隔离板的顶部与扩散板底部相抵，所述隔离板上开设有与排气孔适配的扩散嘴。

优选的，所述扩散嘴与排气孔的位置一一对应，所述扩散嘴为喇叭口结构，所述扩散嘴上沿的尺寸与排气孔下沿的尺寸相同。

优选的，所述扩散板顶部的四角以及进气箱底部的四角均设置有连接支座，所述扩散板、进气箱均通过连接支座与气相沉积设备箱体固定连接。

优选的，所述导气管顶端与进气箱螺纹连接，所述导气管外部的流速传感器、管道电磁阀均与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器与输送气泵、驱动电机电性连接。

优选的，所述主进气管上设置有位于气相沉积设备箱体后方的竖直段，所述驱动电机固定安装于主进气管的外侧，且驱动电机的输出轴上固定连接有位于主进气管内部的混合涡轮。

本实用新型提供了一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，具备以下

有益效果：

1、该半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，通过在气相沉积设备箱体的内部设置扩散板，并在扩散板上开设若干排气孔，同时每个排气孔均连接有导气管，在对工艺气体进行输送时，通过导气管上流速传感器、管道电磁阀配合对气体流量进行控制，从而保证每个排气孔中气体流量均相同，从而保证气相沉积设备箱体空间内工艺气体浓度均衡，避免空间各处的沉积膜厚度存在差异。

2、该半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，通过在与导气管配合的进气箱上设置主进气管，可通过主进气管一端的工艺气体导入管将一种或者多种气体导入气相沉积设备箱体内部，同时在气体导入过程中，通过驱动电机带动混合涡轮转动，可对多种工艺气体进行充分混合，避免气相沉积设备箱体空间内各处气体组分存在差异，进一步提高了后续沉积膜的质量。

附图说明

图1为本实用新型整体组合后的结构示意图；

图2为本实用新型气相沉积设备箱体正视的结构示意图；

图3为本实用新型扩散板与隔离板配合的结构示意图；

图4为本实用新型进气箱上下侧连接构件的结构示意图；

图5为本实用新型主进气管剖面的结构示意图；

图6为本实用新型进气箱顶部的结构示意图。

图中：1、气相沉积设备箱体；2、扩散板；3、进气箱；4、导气管；5、流速传感器；6、管道电磁阀；7、隔离板；8、排气孔；9、雾化毛细喉管；10、扩散嘴；11、连接支座；12、密封顶板；13、进气歧管；14、主进气管；15、工艺气体导入管；16、输送气泵；17、驱动电机；18、混合涡轮；19、PLC控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1、2，本实用新型提供一种技术方案：一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，包括气相沉积设备箱体1，气相沉积设备箱体1内部的上方固定安装有扩散板2，气相沉积设备箱体1的外侧固定安装有PLC控制器19，扩散板2上开设有若干排气孔8，且排气孔8的顶部螺纹连接有导气管4，气相沉积设备箱体1的顶部固定安装有进气箱3，且进气箱3与导气管4连通，导气管4上固定安装有流速传感器5、管道电磁阀6，在对工艺气体进行输送时，通过导气管4上流速传感器5、管道电磁阀6配合对气体流量进行控制，从而保证每个排气孔8中气体流量均相同，从而保证气相沉积设备箱体1空间内工艺气体浓度均衡，进气箱3的顶部设置有密封顶板12，且密封顶板12的顶部固定安装有进气歧管13，密封顶板12通过螺栓与进气箱3固定连接，可对进气箱3顶部进行密封，进气歧管13的一端固定连接有主进气管14，且主进气管14远离进气歧管13的一端固定连接有工艺气体导入管15，工艺气体导入管15上设置有输送气泵16，可在主进气管14一端设置多组工艺气体导入管15，实现同步对多种气体的输入，同时可在工艺气体导入管15外部输送气泵16与主进气管14之间设置单向阀，保证气体只能单向进入主进气管14中，主进气管14上设置有驱动电机17、混合涡轮18，在气体导入过程中，通过驱动电机17带动混合涡轮18转动，可对多种工艺气体进行充分混合，避免气相沉积设备箱体1空间内各处气体组分存在差异，进一步提高了后续沉积膜的质量。

请参阅图3，排气孔8的中段开设有雾化毛细喉管9，排气孔8的下段为喇叭口，通过中段的雾化毛细喉管9以及喇叭口配合，可对气体进行雾化处理并排除，降低气体进入气相沉积设备箱体1内部后的速度，从而使工艺气体在气相沉积设备箱体1内部可获得足够的能量，雾化毛细喉管9与下段喇叭口连接处平滑过渡，降低气体在排气孔8内部流动时的阻力。

请参阅图2、3，气相沉积设备箱体1内部的上方固定安装有隔离板7，且隔离板7的顶部与扩散板2底部相抵，隔离板7上开设有与排气孔8适配的扩散嘴10，隔离板7为隔热、隔离射线的材质，由于工艺气体在气相沉积设备箱体1内部获得能量进行沉积，通过隔离板7进行防护，避免气体在未流出雾化毛细喉管9便出现沉积，扩散嘴10与排气孔8的位置一一对应，扩散嘴10为喇叭口结构，扩散嘴10上沿的尺寸与排气孔8下沿的尺寸相同，通过设置喇叭口的扩散嘴10与排气孔8配合，保证工艺气体可顺利排出，避免工艺气体流动时受到阻碍。

请参阅图2，扩散板2顶部的四角以及进气箱3底部的四角均设置有连接支座11，扩散板2、进气箱3均通过连接支座11与气相沉积设备箱体1固定连接，扩散板2、进气箱3通过螺栓与连接支座11连接，保证扩散板2、进气箱3安装后的稳定性，同时便于后续拆装检修。

请参阅图4、5、6，导气管4顶端与进气箱3螺纹连接，导气管4外部的流速传感器5、管道电磁阀6均与PLC控制器19电性连接，在对工艺气体进行输送时，通过导气管4上流速传感器5、管道电磁阀6配合对气体流量进行控制，从而保证每个排气孔8中气体流量均相同，从而保证气相沉积设备箱体1空间内工艺气体浓度均衡，流速传感器5、管道电磁阀6的原理以及工作过程均与现有技术相同，在此不做赘述，PLC控制器19与输送气泵16、驱动电机17电性连接，PLC控制器19目前常见现有技术，可采用西门子生产的可编程PLC控制器，PLC控制器19可对输送气泵16以及驱动电机17的启停进行控制，主进气管14上设置有位于气相沉积设备箱体1后方的竖直段，驱动电机17固定安装于主进气管14的外侧，且驱动电机17的输出轴上固定连接有位于主进气管14内部的混合涡轮18，在气体导入过程中，通过驱动电机17带动混合涡轮18转动，可对多种工艺气体进行充分混合，避免气相沉积设备箱体1空间内各处气体组分存在差异，进一步提高了后续沉积膜的质量。

综上，该半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，使用时，在通过该设备进行气象沉积时，将主进气管14底端的工艺气体导入管15接通工艺气体供应设备，并通过PLC控制器19设定各个导气管4内部气体流量，输送气泵16启动将工艺气体导入主进气管14中，当对多种工艺气体进行输送时，启动驱动电机17带动混合涡轮18转动，在进气阶段将多种工艺气体充分混合，工艺气体经过主进气管14进入进气箱3中，并沿进气箱3底部的导气管4进入扩散板2上的排气孔8中，最后由排气孔8中的雾化毛细喉管9雾化后排入气相沉积设备箱体1内部，气体爱导气管4内部流动时，通过流速传感器5对气流流速进行监测，并将监测数据传输至PLC控制器19，PLC控制器19根据气体流速控制对应管道电磁阀6的开启程度，从而使多个导气管4中气体流速相同，进而保证每个排气孔8中气体流量均相同，使气相沉积设备箱体1空间内工艺气体浓度均衡，避免空间各处的沉积膜厚度存在差异，即可。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，包括气相沉积设备箱体(1)，所述气相沉积设备箱体(1)内部的上方固定安装有扩散板(2)，所述气相沉积设备箱体(1)的外侧固定安装有PLC控制器(19)，其特征在于：所述扩散板(2)上开设有若干排气孔(8)，且排气孔(8)的顶部螺纹连接有导气管(4)，所述气相沉积设备箱体(1)的顶部固定安装有进气箱(3)，且进气箱(3)与导气管(4)连通，所述导气管(4)上固定安装有流速传感器(5)、管道电磁阀(6)，所述进气箱(3)的顶部设置有密封顶板(12)，且密封顶板(12)的顶部固定安装有进气歧管(13)，所述进气歧管(13)的一端固定连接有主进气管(14)，且主进气管(14)远离进气歧管(13)的一端固定连接有工艺气体导入管(15)，所述工艺气体导入管(15)上设置有输送气泵(16)，所述主进气管(14)上设置有驱动电机(17)、混合涡轮(18)。

2.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，其特征在于：所述排气孔(8)的中段开设有雾化毛细喉管(9)，所述排气孔(8)的下段为喇叭口，所述雾化毛细喉管(9)与下段喇叭口连接处平滑过渡。

3.根据权利要求2所述的一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，其特征在于：所述气相沉积设备箱体(1)内部的上方固定安装有隔离板(7)，且隔离板(7)的顶部与扩散板(2)底部相抵，所述隔离板(7)上开设有与排气孔(8)适配的扩散嘴(10)。

4.根据权利要求3所述的一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，其特征在于：所述扩散嘴(10)与排气孔(8)的位置一一对应，所述扩散嘴(10)为喇叭口结构，所述扩散嘴(10)上沿的尺寸与排气孔(8)下沿的尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，其特征在于：所述扩散板(2)顶部的四角以及进气箱(3)底部的四角均设置有连接支座(11)，所述扩散板(2)、进气箱(3)均通过连接支座(11)与气相沉积设备箱体(1)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，其特征在于：所述导气管(4)顶端与进气箱(3)螺纹连接，所述导气管(4)外部的流速传感器(5)、管道电磁阀(6)均与PLC控制器(19)电性连接，所述PLC控制器(19)与输送气泵(16)、驱动电机(17)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种半导体薄膜淀积用化学气相沉积设备，其特征在于：所述主进气管(14)上设置有位于气相沉积设备箱体(1)后方的竖直段，所述驱动电机(17)固定安装于主进气管(14)的外侧，且驱动电机(17)的输出轴上固定连接有位于主进气管(14)内部的混合涡轮(18)。