TW201600179A

TW201600179A - 氣體噴淋裝置、化學氣相沉積裝置和方法

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Publication number: TW201600179A
Application number: TW103123866A
Authority: TW
Inventors: Yong Jiang; Zhiyou Du
Original assignee: Advanced Micro Fab Equip Inc
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2016-01-01
Also published as: KR101717843B1; KR20150145195A; CN105441904B; TWI589359B; CN105441904A; US9945031B2; US20150368799A1

Abstract

一種氣體噴淋裝置、化學氣相沉積裝置和方法，氣體噴淋裝置包括：噴淋頭，噴淋頭包括中心區和包圍中心區的週邊區，噴淋頭的中心區和週邊區具有平行排列的若干第二噴淋口，第二噴淋口用於輸出第二氣體，相鄰第二噴淋口之間具有第一噴淋口，第一噴淋口包括位於中心區的第一子噴淋口、以及位於週邊區的第二子噴淋口，第一子噴淋口和第二子噴淋口相互隔離，第一子噴淋口用於輸出第一氣體，第二子噴淋口用於輸出第二氣體；與第一子噴淋口連接的第一氣體通道；與第二噴淋口和第二子噴淋口連接的第二氣體通道。採用氣體噴淋裝置的化學氣相沉積裝置的成膜品質改善。

Description

氣體噴淋裝置、化學氣相沉積裝置和方法

本發明涉及半導體製造技術領域，尤其涉及一種氣體噴淋裝置、化學氣相沉積裝置和方法。

化學氣相沉積(Chemical vapor deposition，簡稱CVD)是反應物質在氣態條件下發生化學反應，生成固態物質沉積在加熱的固態基體表面，進而制得固體材料的工藝技術，其通過化學氣相沉積裝置得以實現。具體地，CVD裝置通過進氣裝置將反應氣體通入反應室中，並控制反應室的壓強、溫度等反應條件，使得反應氣體發生反應，從而完成沉積工藝步驟。

金屬有機化學氣相沉積（Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）裝置主要用於III-V族化合物、II-VI族化合物或合金的薄層單晶功能結構材料的製備，例如氮化鎵、砷化鎵、磷化銦、氧化鋅等。隨著所述功能結構材料的應用範圍不斷擴大，金屬有機化學氣相沉積裝置已經成為一種重要的化學氣相沉積裝置。金屬有機化學氣相沉積一般以II族或III族金屬有機源、以及VI族或V族氫化物源作為反應氣體，用氫氣或氮氣作為載氣，以熱分解反應方式在基板上進行氣相外延生長，從而生長各種II-VI化合物半導體、III-V族化合物半導體、以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。

然而，以現有的金屬有機化學氣相沉積裝置形成的薄膜品質不佳，因此需要通過改進金屬有機化學氣相沉積裝置，來促進裝置的成膜品質。

本發明解決的問題是提供一種氣體噴淋裝置、化學氣相沉積裝置和方法，採用所述氣體噴淋裝置的化學氣相沉積裝置成膜品質改善。

為解決上述問題，本發明提供一種氣體噴淋裝置，包括：噴淋頭，所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述噴淋頭的中心區和週邊區具有平行排列的若干第二噴淋口，所述第二噴淋口用於輸出第二氣體，相鄰第二噴淋口之間具有第一噴淋口，所述第一噴淋口和第二噴淋口相互交替分佈，所述第一噴淋口包括位於中心區的第一子噴淋口、以及位於週邊區的第二子噴淋口，所述第一子噴淋口和第二子噴淋口相互隔離，所述第一子噴淋口用於輸出第一氣體，所述第二子噴淋口用於輸出第二氣體，所述第一氣體和第二氣體之間能夠發生成膜反應；與第一子噴淋口連接的第一氣體通道，所述第一氣體自所述第一氣體通道通過，並從第一子噴淋口輸出；與第二噴淋口和第二子噴淋口連接的第二氣體通道，所述第二氣體通道與第一氣體通道相互隔離，所述第二氣體自所述第二氣體通道通過，並從第二噴淋口和第二子噴淋口輸出。

可選的，所述第二噴淋口的尺寸大於第一噴淋口的尺寸。

可選的，所述第一噴淋口和第二噴淋口為條形氣槽。

可選的，所述第一噴淋口的條形寬度小於第二噴淋口的條形寬度；所述第一子噴淋口的條形寬度與第二子噴淋口的條形寬度相同。

可選的，所述第一噴淋口由若干呈直線形排列的第一氣孔組成，所述第二噴淋口由若干呈直線形排列的第二氣孔組成。

可選的，所述第一氣孔的直徑小於第二氣孔的直徑；構成第一子噴淋口的第一氣孔直徑與構成第二子噴淋口的第一氣孔直徑相同。

可選的，在所述第一噴淋口中，第一子噴淋口與第二子噴淋口之間的距離為1毫米~3毫米。

可選的，所述中心區的半徑比週邊區的半徑小5毫米~30毫米。

可選的，所述第一噴淋口的中心軸到相鄰第二噴淋口的中心軸距離為10毫米~15毫米。

相應的，本發明還提供一種化學氣相沉積裝置，包括：反應腔；位於反應腔底部的基座，所述基座能夠繞軸線旋轉，所述基座具有晶圓區，所述晶圓區表面用於放置晶圓；位於反應腔底部的排氣通道；如上述任一項所述的氣體噴淋裝置，所述氣體噴淋裝置位於所述反應腔頂部，其中：所述第一噴淋口和第二噴淋口朝向所述基座，用於將第一氣體和第二氣體向氣體噴淋裝置到基座之間的空間輸送；所述第一氣體通道與反應腔外部連通，第一氣體自反應腔外部輸入第一氣體通道；所述第二氣體通道與反應腔外部連通，第二氣體自反應腔外部輸入第二氣體通道。

可選的，所述第一氣體包括三族元素或五族元素，所述第二氣體為含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種。

可選的，所述第二氣體為單種氣體，所述第二氣體為氮氣、氫氣、氧氣或氨氣。

可選的，所述第二氣體由多種氣體混合，所述第二氣體包括氮氣和氫氣的混合氣體，或氮氣、氫氣和氨氣的混合氣體。

可選的，所述第二氣體還包括惰性氣體。

可選的，當第一氣體中具有三族元素時，第一氣體中不具有五族元素，當第一氣體中具有五族元素時，第一氣體中不具有三族元素，所述三族元素和五族元素交替自所述第一子噴淋口輸出。

可選的，所述基座的晶圓區邊緣大於中心區的邊緣、小於週邊區的邊緣。

可選的，還包括：位於所述氣體噴淋裝置和基座周圍的氣體限流環，所述氣體限流環包圍氣體噴淋裝置和基座之間的空間區域；位於基座底部的加熱器，用於對基座加熱。

相應的，本發明還提供一種採用如上述任一項所述的化學氣相沉積裝置進行化學氣相沉積的方法，包括：在基座的晶圓區表面放置晶圓；自反應腔外部向第一氣體通道通入第一氣體，使第一氣體自第一子噴淋口向基座表面方向輸出；自反應腔外部向第二氣體通道通入第二氣體，使第二氣體自第二噴淋口和第二子噴淋口向基座表面方向輸出，其中：噴淋頭中心區的第二噴淋口所輸出的第二氣體、和第一子噴淋口所輸出的第一氣體在噴淋裝置和基座之間的空間混合，並在晶圓表面反應形成薄膜；噴淋頭週邊區的第二噴淋口和第二子噴淋口所輸出的第二氣體形成氣體簾幕，所述氣體簾幕包圍噴淋頭中心區到基座表面之間的空間。

可選的，所述第二子噴淋口輸出的第二氣體流速是所述第一子噴淋口輸出的第一氣體流速的85%~115%。

可選的，所述第二噴淋口輸出第二氣體的流速大於第一子噴淋口輸出第一氣體的流速。

相應的，本發明還提供一種氣體噴淋裝置，包括：噴淋頭，所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述噴淋頭底面噴氣區域還包括連通到第一氣體源的第一進氣區和連通到第二氣體源的第二進氣區，所述第一進氣區包括多個第一進氣口，所述第一進氣區包括多條位於噴淋頭底面中心區且平行排布的第一進氣帶，所述第二進氣區包括多個第二進氣口，所述第二進氣區包括位於噴淋頭底面週邊區且環繞在所述中心區週邊的環狀進氣帶，還包括位於噴淋頭底面中心區的多條平行排布的第二進氣帶，所述第二進氣帶和所述第一進氣帶交替排布。

相應的，本發明還提供一種化學氣相沉積裝置，包括：反應腔；位於反應腔底部的基座，所述基座能夠繞軸線旋轉，所述基座具有晶圓區，所述晶圓區表面用於放置晶圓；位於反應腔底部的排氣通道；噴淋頭；所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述週邊區包括多個第二進氣口，所述中心區包括多個第一進氣口和第二進氣口，所述噴淋頭還包括第一氣體通道和第二氣體通道，所述第一氣體通道連通第一氣體源，所述第二氣體通道連通第二氣體源，所述第一氣體通道下方連通到所述中心區的多個第一進氣口；所述第二氣體通道下方連通到所述中心區的多個第二進氣口和週邊區的第二進氣口。

可選的，在所述噴淋頭的中心區，所述第一進氣口和第二進氣口呈網格狀交替分佈；或者，在所述噴淋頭的中心區，所述第一進氣口和第二進氣口為若干組口徑不同的同軸進氣管，所述第一氣體和第二氣體所述口徑不同的同軸進氣管中通入反應腔。

可選的，所述第一氣體源提供包括三族元素或五族元素的氣體，所述第二氣體源提供含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

本發明的氣體噴淋裝置中，噴淋頭包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述中心區和週邊區具有平行排列的若干第二噴淋口；而相鄰第二噴淋口之間的第一噴淋口包括位於中心區的第一子噴淋口、以及位於週邊區的第二子噴淋口。由於所述第一子噴淋口用於輸出第一氣體，而所述第二噴淋口和第二子噴淋口用於輸出第二氣體，因此，所述噴淋頭的週邊區能夠僅輸出第二氣體。自所述週邊區輸出的第二氣體能夠在噴淋頭中心區輸出的第一氣體和第二氣體周圍形成氣簾，所述氣簾包圍中心區輸出的用於反應的第一氣體和第二氣體，從而將中心區輸出的第一氣體和第二氣體與外部相互隔離，從而保證了參與反應的第一氣體和第二氣體純淨，且使得第一氣體和第二氣體的氣流穩定。

進一步，所述第二氣體為單種氣體，所述第二氣體為氮氣、氫氣、氧氣或氨氣，所述單種氣體化學性質穩定，在高溫環境下，不會發生自分解反應，因此，所述噴淋頭的週邊區輸出所述單種氣體時，所產生的氣體簾幕性質穩定，對於中心區輸出的第一氣體和第二氣體的保護能力更強。

進一步，所述第二氣體由多種氣體混合，所述第二氣體包括氮氣和氫氣的混合氣體，或氮氣、氫氣和氨氣的混合氣體，所述多種混合氣體之間化學狀態穩定，在高溫環境下，不會發生化學反應，因此，所述噴淋頭的週邊區輸出所述多種混合氣體時，所產生的氣體簾幕性質穩定，對於中心區輸出的第一氣體和第二氣體的保護能力更強。

本發明的化學氣相沉積裝置中，氣體噴淋裝置位於所述反應腔頂部，所述第一噴淋口和第二噴淋口朝向所述基座，用於將第一氣體和第二氣體向氣體噴淋裝置到基座之間的空間輸送。由於所述噴淋頭的週邊區能夠僅輸出第二氣體，且自所述週邊區輸出的第二氣體能夠在噴淋頭中心區輸出的第一氣體和第二氣體周圍形成氣簾，因此，所述氣簾能夠將中心區輸出的用於反應的第一氣體和第二氣體、與反應腔的內側壁相互隔離，從而避免第一氣體和第二氣體在反應腔的內側壁表面發生不完全反應，並形成附著於反應腔內側壁表面質地疏鬆的灰狀副產物。因此，所述化學氣相沉積裝置所形成的薄膜內雜質含量減少。而且，由於避免了第一氣體和第二氣體形成額外副產物的額外消耗，使得第一氣體的利用率提高，從而減少了化學氣相沉積裝置的運行成本。再次，由於避免了反應腔內側壁表面形成副產物，降低了反應腔的黑度和吸熱能力，使得靠近反應腔內側壁的氣流穩定。因此，所述化學氣相沉積裝置的成膜品質改善。

進一步，所述基座的晶圓區邊緣大於中心區的邊緣、小於週邊區的邊緣。噴淋頭中心區輸出的第一氣體和第二氣體能夠完全輸送至晶圓區上的晶圓表面、並受熱反應成膜。而且，由於噴淋頭的週邊區輸出的使第二氣體，所述第二氣體能夠與中心區輸出的第一氣體反應，因此，位於晶圓區與噴淋頭週邊區對應的邊緣區域上的晶圓表面也能夠形成品質良好的薄膜，從而在晶圓區上的晶圓表面形成的薄膜整體厚度均勻、品質良好。

本發明的化學氣相沉積方法中，基座晶圓區的表面放置晶圓，噴淋頭中心區的第二噴淋口輸出第二氣體，第一子噴淋口輸出的第一氣體，所述第一氣體和第二氣體在噴淋裝置和基座之間的空間混合，並且在晶圓表面反應形成薄膜。而噴淋頭週邊區的第二噴淋口和第二子噴淋口輸出的第二氣體，且週邊區輸出的第二氣體能夠形成氣體簾幕，而所述氣體簾幕能夠包圍噴淋頭中心區到基座表面之間的空間。由於所述氣簾能夠將反應腔的內側壁與中心區輸出的第一氣體和第二氣體相互隔離，從而能夠避免第一氣體和第二氣體在反應腔的內側壁表面生成副產物。因此，能夠使形成於晶圓表面的薄膜品質改善、厚度均勻。

進一步，所述第二子噴淋口輸出的第二氣體流速是所述第一子噴淋口輸出的第一氣體流速的85%~115%。所述第二子噴淋口和第一子噴淋口之間輸出的氣體流速接近，從而能夠避免因第二子噴淋口和第一子噴淋口之間輸出的氣體流速差異過大而引起熱對流渦旋，從而保證了反應腔內的氣體流動穩定。

如背景技術所述，以現有的金屬有機化學氣相沉積裝置形成的薄膜品質不佳。

經過研究發現，請參考圖1，圖1是發明實施例的一種金屬有機化學氣相沉積裝置的剖面結構示意圖，包括：反應腔100；位於反應腔100內的基座101，所述基座101能夠繞中心軸旋轉，所述基座101表面用於放置待處理晶圓，所述基座101底部就有加熱裝置103，用於加熱置於基座101上的晶圓；位於所述反應腔100頂部的噴淋組件104，所述噴淋組件104與所述基座101相對設置，所述噴淋元件104內具有相互隔離的第一氣體腔105和第二氣體腔106，所述噴淋元件104朝向基座101的表面具有第一噴淋口141和第二噴淋口142，所述第一噴淋口141和第二噴淋口142為相互平行排列、且相互間隔設置，所述第一噴淋口141與第一氣體腔105連通，所述第二噴淋口142與第二氣體腔106連通，所述第一氣體腔105具有與外部連通的第一輸氣通道107，所述第二氣體腔106具有與外部連通的第二輸氣通道108。

此外，在其它實施例中，為了限制至第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的氣體氣流，還能夠在基座101和噴淋組件104周圍設置氣體限流環，所述氣體限流環包圍於基座101、噴淋組件104、以及基座101和噴淋元件104之間的空間區域周圍。

由於金屬有機氣相沉積工藝採用III族金屬有機源氣體和V族氫化物源氣體進行反應、並在晶圓表面成膜，或採用II族金屬有機源氣體和VI族氫化物源氣體進行反應、並在晶圓表面成膜，因此，所述第一噴淋口141和第二噴淋口142分別用於輸出III族金屬有機源氣體和V族氫化物源氣體、或者II族金屬有機源氣體和VI族氫化物源氣體。

然而，第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的氣體在接觸到晶圓表面之前，容易接觸到反應腔100內側壁，並且會在反應腔100內側壁的區域A表面反應生成副產物。而且，由於反應腔100內側壁表面的溫度低於置於基座101上的晶圓表面溫度，導致第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的氣體反應不完全，附著於反應腔100內側壁區域A表面的副產物為疏鬆的灰狀物質。

由於所述灰狀物質質地疏鬆，因此隨著第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的氣體氣流的衝擊散落，並被氣流帶入反應腔100內部，並落在晶圓表面，破壞晶圓表面的成膜品質。

其次，所述灰狀物質附著於反應腔100內側壁表面，使反應腔100內側壁的黑度增強，則所述反應腔100側壁容易吸熱，導致所述反應腔100側壁的溫度提高，從而破壞靠近反應腔100側壁的氣體流動，容易導致氣體在靠近反應腔100側壁的區域內產生熱對流渦旋，氣體容易回流至基座101中心的晶圓表面，致使晶圓表面的成膜均勻性下降。

再次，第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的氣體在反應腔100內側壁的區域A表面生成了副產物，使得第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的氣體被消耗，因此，所述第一噴淋口141和第二噴淋口142輸出的用於成膜反應的氣體利用率下降，增加了金屬有機化學沉積工藝的成本。

為了解決上述問題，本發明一實施例提出了在氣體噴淋頭週邊增設一圈獨立控制的氣體進氣口，通過這種包圍在噴淋頭週邊的進氣口向反應腔100輸入淨化氣體（如惰性氣體Ar），這些淨化氣體垂直向下高速流動能夠防止反應產生的顆粒聚集到反應腔100側壁形成灰狀物質，還能一定程度抑制基座101邊緣區域產生渦流。但是這種邊緣增加進氣結構的方式會需要額外設置一套獨立的流量調節裝的進氣口，成本較高。同時由於淨化氣體不參與反應，在向下擴散過程中會稀釋邊緣區域的反應氣體濃度，進而影響反應速度的均一性。

本發明提出一種氣體噴淋裝置和化學氣相沉積裝置。其中，在氣體噴淋裝置中，噴淋頭包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，將用於成膜反應的氣體中，不易發生自分解反應、或者不易發生化學反應的第二氣體自噴淋頭的週邊區向反應腔內部輸出，能夠在噴淋頭中心區輸出的用於成膜反應的第一氣體和第二氣體周圍，產生以第二氣體構成的氣簾，以隔離能夠將反應腔的側壁與能夠發生反應的第一氣體和第二氣體相互隔離，從而避免了在反應腔側壁表面形成質地疏鬆的灰狀物質副產物。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。

圖2至圖5是本發明實施例的氣體噴淋裝置的結構示意圖。

請參考圖2、圖3和圖4，圖3是圖2沿BB’方向的剖面結構示意圖，圖4是圖2沿CC’方向的剖面結構示意圖，所述氣體噴淋裝置包括：噴淋頭200，所述噴淋頭200底面噴氣區域包括中心區210和包圍所述中心區210的週邊區220，所述噴淋頭的中心區210和週邊區220具有平行排列的若干第二噴淋口230，所述第二噴淋口230用於輸出第二氣體，相鄰第二噴淋口230之間具有第一噴淋口240，所述第一噴淋口240和第二噴淋口230相互交替分佈，所述第一噴淋口240包括位於中心區210的第一子噴淋口241、以及位於週邊區220的第二子噴淋口242，所述第一子噴淋口241和第二子噴淋口242相互隔離，所述第一子噴淋口241用於輸出第一氣體，所述第二子噴淋口242用於輸出第二氣體，所述第一氣體和第二氣體之間能夠發生成膜反應；與第一子噴淋口241連接的第一氣體通道251，所述第一氣體自所述第一氣體通道251通過，並從第一子噴淋口241輸出；與第二噴淋口230和第二子噴淋口242連接的第二氣體通道252，所述第二氣體通道252與第一氣體通道251相互隔離，所述第二氣體自所述第二氣體通道252通過，並從第二噴淋口230和第二子噴淋口242輸出。

以下將對本實施例的氣體噴淋裝置進行詳細說明。

所述氣體噴淋裝置能夠作為化學氣相沉積裝置的噴淋裝置，本實施例中，所述氣體噴淋裝置作為金屬有機化學氣相沉積裝置的噴淋裝置。在其它實施例中，所述氣體噴淋裝置還能夠用於作為其它化學氣相沉積裝置的噴淋裝置，例如低壓化學氣相沉積裝置、等離子體增強化學氣相沉積裝置等。

所述噴淋頭200用於輸出第一氣體和第二氣體，所述噴淋頭200朝向化學氣相沉積裝置中的基座，使得第一氣體和第二氣體向所述基座表面輸送，從而在置於基座上的晶圓表面形成薄膜。本實施例中，所述噴淋頭200朝向基座的形狀為圓形；在其它實施例中，所述噴淋頭朝向基座的形狀還能夠為正方形、多邊形、或任意能夠配合化學氣相沉積裝置的形狀。

所述第一氣體和第二氣體之間均用於參與成膜反應，所述第一氣體自位於中心區210的第一子噴淋口241輸出，第二氣體自第二噴淋口230和第二子噴淋口242輸出。由於所述第一噴淋口240和第二噴淋口230平行排列、且交替分佈，即所述第一子噴淋口241與第二噴淋口230平行排列、且交替分佈，因此所述第一子噴淋口241輸出的第一氣體、與第二噴淋口230輸出的第二氣體能夠充分混合，並能夠在晶圓表面充分反應，從而形成密度和厚度均勻的薄膜。

本實施例中，所述第一噴淋口240的中心軸到相鄰第二噴淋口230的中心軸距離為10毫米~15毫米。所述第一噴淋口240的中心軸到相鄰第二噴淋口230的中心軸距離較小，使得第一噴淋口240輸出的第一氣體與第二噴淋口230輸出的第二氣體能夠充分混合，從而使第一氣體和第二氣體在晶圓表面能夠充分反應，使所形成的薄膜均勻緻密。

在本實施例中，由於所述氣體噴淋裝置作為金屬有機化學氣相沉積裝置的噴淋裝置，因此，所述第一氣體包括三族元素或五族元素；所述第二氣體為含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種；含有三族元素的氣體和含有五族元素的氣體、與所述含氮氣體、含氫氣體或含氧氣體能夠在高溫環境下發生反應，並形成金屬有機材料薄膜。

由於在形成金屬有機材料的化學反應過程中，對第二氣體的需求量大於對第一氣體的需求量，因此，所述第二噴淋口230的尺寸大於第一噴淋口240的尺寸。

在本實施例中，所述第一噴淋口240和第二噴淋口230為條形氣槽。而所述第二噴淋口230的條形寬度大於第一噴淋口240的條形寬度，使得第二氣體的輸出量較大，相應的，使得第二噴淋口230輸出第二氣體時的通量較小，從而能夠避免因第一氣體和第二氣體的通量差異過大而引起氣流渦旋，繼而避免所形成的薄膜均勻性變差。其次，所述第一子噴淋口241的條形寬度與第二子噴淋口242的條形寬度相同。

在另一實施例中，請參考圖5，所述第一噴淋口由若干呈直線形排列的第一氣孔243組成，所述第二噴淋口由若干呈直線形排列的第二氣孔231組成。其中，所述第一氣孔243的直徑小於第二氣孔231的直徑；位於中心區210的第一氣孔243直徑與位於週邊區220的第一氣孔243直徑相同，所述中心區210的第一氣孔用於構成第一子噴淋口，位於週邊區220的第一氣孔243用於構成第二子噴淋口。

所述噴淋頭200具有中心區210和包圍中心區210的週邊區220，且所述噴淋頭200的週邊區220僅輸出第二氣體，而噴淋頭200的中心區210輸出第一氣體和第二氣體的混合氣體，因此，週邊區220輸出的第二氣體能夠形成氣體簾幕，且所述氣體簾幕包圍中心區210輸出的第一氣體和第二氣體的混合氣體，中心區210輸出的第一氣體和第二氣體的混合氣體用於在高溫的晶圓表面反應生成薄膜，而週邊區220輸出的第二氣體所形成的氣體簾幕能夠將中心區210輸出的混合氣體與外部環境或裝置相互隔離，從而保證了中心區210輸出的第一氣體和第二氣體純淨，使得成膜品質改善。

具體的，所述噴淋頭200具有若干平行排列的第二噴淋口230，而第二噴淋口230之間具有第一噴淋口240，使所述第二噴淋口230和第二噴淋口240交替分佈，因此，在若干第二噴淋口230和若干第一噴淋口240中，排列於邊緣的均為第二噴淋口230，且排列於邊緣的第二噴淋口230位於週邊區220內，而其它若干第二噴淋口230貫穿所述中心區210，且兩端位於週邊區220內。其次，所述第一噴淋口240的第一子噴淋口241位於中心區210內，第二子噴淋口242位於週邊區220內。由於第二噴淋口230和第二子噴淋口242均輸出第二氣體，因此能夠使週邊區220輸出的氣體僅為第二氣體，並形成氣體簾幕。

在所述第一噴淋口240中，第一子噴淋口241與第二子噴淋口242之間相互隔離，使得所述第一噴淋口240能夠輸出的第二氣體和第一氣體相互隔離。而且，第一子噴淋口241與第二子噴淋口242之間的距離為1毫米~3毫米，由於相鄰第一子噴淋口241與第二子噴淋口242之間的距離較小，從而能夠避免第二氣體和第一氣體之間因距離過大而發生氣流紊亂的問題，以此防止熱對流渦旋的產生。

本實施例中，所述中心區210的半徑比週邊區220的半徑小5毫米~30毫米。所述週邊區220與中心區210的半徑差決定了週邊區220輸出的第二氣體的氣體簾幕的厚度，繼而決定了週邊區220輸出的第二氣體對中心區210輸出的混合氣體的隔離能力。

在一實施例中，所述第二氣體為單種氣體，所述第二氣體為氮氣、氫氣、氧氣或氨氣，所述單種氣體化學性質穩定，在高溫環境下不會發生自分解反應。當噴淋頭200的週邊區220輸出所述單種氣體時，所形成的第二氣體的氣體簾幕性質穩定，對於隔離和保護中心區210輸出的第一氣體和第二氣體的能力較強。

在另一實施例中，所述第二氣體由多種氣體混合，所述第二氣體包括氮氣和氫氣的混合氣體，或氮氣、氫氣和氨氣的混合氣體，所述混合氣體的化學性質穩定，所述多種氣體在高溫環境下不會發生化學反應。當噴淋頭200的週邊區220輸出所述混合氣體時，所形成的第二氣體的氣體簾幕性質穩定，對於隔離和保護中心區210輸出的第一氣體和第二氣體的能力較強。

此外，所述第二氣體還能夠包括惰性氣體，所述惰性氣體作為載氣，能夠用於均勻分散上述單種氣體或多種混合氣體，並且使輸出的第二氣體的通量滿足工藝需求。

本實施例中，所述第一子噴淋口241用於輸出第一氣體，且所述第一氣體包括三族元素或五族元素。所述含有三族元素的氣體和含有五族元素的氣體依次交替自第一子噴淋口241輸出，當第一氣體中具有三族元素時，第一氣體中不具有五族元素，當第一氣體中具有五族元素時，第一氣體中不具有三族元素，從而使所述含有三族元素的氣體和含有五族元素的氣體能夠與第二氣體反應成膜。此外，所述第一氣體還能夠包括載氣，所述載氣能夠為惰性氣體或其它不參與成膜反應的氣體。

具體的，與第一子噴淋口241連通的第一氣體通道251分別與三族氣體源和五族氣體源連通，並且通過控制系統的調控，能夠使三族氣體源和五族氣體源連通依次交替向第一氣體通道251輸送含有三族元素的氣體和含有五族元素的氣體，從而實現自第一子噴淋口241依次交替輸出含有三族元素的氣體和含有五族元素的氣體。

請繼續參考圖3和圖4，由於第一子噴淋口241用於輸出第一氣體，因此所述第一子噴淋口241與第一氣體通道251連通，所述第一氣體通道251用於通入第一氣體，使得第一氣體能夠從第一子噴淋口241輸出。由於第二噴淋口230和第二子噴淋口242均用於輸出第二氣體，因此所述第二噴淋口230和第二子噴淋口242均與第二氣體通道252連接，所述第二氣體通道252用於通入第二氣體，使得第二氣體能夠從第二噴淋口230和第二子噴淋口242輸出。

在本實施例的氣體噴淋裝置中，所述第二氣體通道252與第一氣體通道251之間相互隔離。由於所述噴淋頭僅需要輸出第一氣體和第二氣體，因此所述氣體噴淋裝置中僅需要設置第一氣體通道251和第二氣體通道252，使得所述氣體噴淋裝置的結構簡單，且結構尺寸也能夠縮小，而所述氣體噴淋裝置的製造成本也能夠相應降低。

本實施例中，噴淋頭包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述中心區和週邊區具有平行排列的若干第二噴淋口；而相鄰第二噴淋口之間的第一噴淋口包括位於中心區的第一子噴淋口、以及位於週邊區的第二子噴淋口。由於所述第一子噴淋口用於輸出第一氣體，而所述第二噴淋口和第二子噴淋口用於輸出第二氣體，因此，所述噴淋頭的週邊區能夠僅輸出第二氣體。自所述週邊區輸出的第二氣體能夠在噴淋頭中心區輸出的第一氣體和第二氣體周圍形成氣簾，所述氣簾包圍中心區輸出的用於反應的第一氣體和第二氣體，從而將中心區輸出的第一氣體和第二氣體與外部相互隔離，從而保證了參與反應的第一氣體和第二氣體純淨，且使得第一氣體和第二氣體的氣流穩定。

本發明的實施例還提供了一種氣體噴淋裝置的結構，包括：噴淋頭，所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述噴淋頭底面噴氣區域還包括連通到第一氣體源的第一進氣區和連通到第二氣體源的第二進氣區，所述第一進氣區包括多個第一進氣口，所述第一進氣區包括多條位於噴淋頭底面中心區且平行排布的第一進氣帶，所述第二進氣區包括多個第二進氣口，所述第二進氣區包括位於噴淋頭底面週邊區且環繞在所述中心區週邊的環狀進氣帶，還包括位於噴淋頭底面中心區的多條平行排布的第二進氣帶，所述第二進氣帶和所述第一進氣帶交替排布。

相應的，本發明的實施例還提供一種採用上述氣體噴淋裝置的化學氣相沉積裝置，圖6是本發明實施例的化學氣相沉積裝置的結構示意圖。

請參考圖6，所述化學氣相沉積裝置包括：反應腔300；位於反應腔300底部的基座310，所述基座310能夠繞軸線旋轉，所述基座310具有晶圓區，所述晶圓區表面用於放置晶圓；位於反應腔300底部的排氣通道320；氣體噴淋裝置330，所述氣體噴淋裝置330位於所述反應腔300頂部，所述氣體噴淋裝置330如圖2至圖5所示，其中：所述第一噴淋口240（如圖2所示）和第二噴淋口230（如圖2所示）朝向所述基座310，用於將第一氣體和第二氣體向氣體噴淋裝置330到基座310之間的空間輸送；所述第一氣體通道與反應腔300外部連通，第一氣體自反應腔外部輸入第一氣體通道；所述第二氣體通道與反應腔300外部連通，第二氣體自反應腔外部輸入第二氣體通道。

以下將對本實施例的化學氣相沉積裝置進行詳細說明。

本實施例中，所述化學氣相沉積裝置為金屬有機氣相沉積裝置。在其它實施例中，所述化學氣相沉積裝置還能夠為其它化學氣相沉積裝置。

請在圖6的基礎上，結合圖2至圖5，在所述氣體噴淋裝置300中，朝向基座310的噴淋頭200具有中心區210、以及包圍中心區210的週邊區220。其中，中心區210的第一子噴淋口241用於輸出第一氣體，中心區210的第二噴淋口230用於輸出第二氣體，中心區210輸出的第一氣體和第二氣體用於在高溫的晶圓表面進行化學反應、並形成薄膜。週邊區220的第二噴淋口230和第二子噴淋口242用於輸出第二氣體，所述週邊區220輸出的第二氣體能夠在噴淋頭220的中心區210至基座310的區域空間周圍形成氣體簾幕。所述氣體簾幕能夠將中心區210輸出的第一氣體和第二氣體與反應腔300的側壁之間相互隔離，從而能夠避免中心區210輸出的第一氣體和第二氣體的混合氣體在接觸到晶圓表面之前，在反應腔300的內側壁表面發生反應並形成副產物。因此，反應腔300的內側壁表面能夠保持潔淨，降低了反應腔300內側壁表面的黑度和吸熱能力，避免反應腔300側壁與反應腔300內部的溫度差過大，從而保證了靠近反應腔300內側壁的氣體流動穩定，以此避免氣體發生熱對流渦旋。

而且，由於中心區210輸出的第一氣體和第二氣體不會在接觸到晶圓表面之前，在反應腔300內側壁表面形成副產物，從而減少了中心區210輸出的第一氣體和第二氣體的額外消耗，使得第一氣體和第二氣體的利用率提高。本實施例中，所述第一氣體包括三族元素或五族元素，所述第一氣體的成本較高，減少第一氣體的消耗，使得本實施例的化學氣相沉積裝置的運行成本降低。

本實施例中，所述基座310能夠繞中心軸旋轉，使得氣體噴淋裝置330輸出的氣體能夠均勻分佈於基座310晶圓區311上的晶圓表面。所述氣體噴淋裝置330的中心軸與基座310的中心軸重合，而基座310的晶圓區311半徑大於噴淋頭200中心區210的半徑、小於週邊區220的半徑，使所述基座310的晶圓區311邊緣處於中心區210的邊緣和週邊區220的邊緣之間的對應區域內。所述噴淋頭200中心區210輸出的第一氣體和第二氣體能夠完全輸送到置於晶圓區311上的晶圓表面，並完全用於成膜。同時，由於週邊區220輸出第二氣體，而所述第二氣體能夠與第一氣體反應，因此，所述第二氣體除了形成用於隔離的氣體簾幕之外，還能夠用於補充中心區210輸出的第二氣體，並且在處於晶圓區311邊緣的晶圓表面與第一氣體反應成膜，使得晶圓區311上的晶圓表面能夠形成整體厚度均勻且品質良好的薄膜。

所述氣體噴淋裝置330到基座310表面的距離為50毫米~100毫米。所述氣體噴淋裝置330到基座310表面的距離與噴淋頭200的第一噴淋口240和第二噴淋口230之間的距離有關，所述氣體噴淋裝置330到基座310表面的距離越小，所述第一噴淋口240的中心軸到相鄰第二噴淋口230的中心軸距離越小，以此保證第一噴淋口240輸出的氣體與第二噴淋口230輸出的氣體在接觸到晶圓表面之前能夠充分混合。

在本實施例中，所述化學氣相沉積裝置還包括：位於基座310底部的加熱器311，用於對基座310表面的晶圓加熱，使得第一氣體和第二氣體能夠在晶圓表面受熱發生化學反應已形成薄膜。

在另一實施例中，還包括：位於所述氣體噴淋裝置330和基座310周圍的氣體限流環，所述氣體限流環包圍氣體噴淋裝置330和基座310之間的空間區域，所述氣體限流環用於控制氣體噴淋裝置330和基座310之間的空間內氣體的流動，避免在反應腔300內產生熱對流渦旋。

本實施例中，氣體噴淋裝置位於所述反應腔頂部，所述第一噴淋口和第二噴淋口朝向所述基座，用於將第一氣體和第二氣體向氣體噴淋裝置到基座之間的空間輸送。由於所述噴淋頭的週邊區能夠僅輸出第二氣體，且自所述週邊區輸出的第二氣體能夠在噴淋頭中心區輸出的第一氣體和第二氣體周圍形成氣簾，因此，所述氣簾能夠將中心區輸出的用於反應的第一氣體和第二氣體、與反應腔的內側壁相互隔離，從而避免第一氣體和第二氣體在反應腔的內側壁表面發生不完全反應，並形成附著於反應腔內側壁表面質地疏鬆的灰狀副產物。因此，所述化學氣相沉積裝置所形成的薄膜內雜質含量減少。而且，由於避免了第一氣體和第二氣體形成額外副產物的額外消耗，使得第一氣體的利用率提高，從而減少了化學氣相沉積裝置的運行成本。再次，由於避免了反應腔內側壁表面形成副產物，降低了反應腔的黑度和吸熱能力，使得靠近反應腔內側壁的氣流穩定。因此，所述化學氣相沉積裝置的成膜品質改善。

本發明的實施例還提供一種化學氣相沉積裝置的結構，包括：反應腔；位於反應腔底部的基座，所述基座能夠繞軸線旋轉，所述基座具有晶圓區，所述晶圓區表面用於放置晶圓；位於反應腔底部的排氣通道；噴淋頭；所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述週邊區包括多個第二進氣口，所述中心區包括多個第一進氣口和第二進氣口，所述噴淋頭還包括第一氣體通道和第二氣體通道，所述第一氣體通道連通第一氣體源，所述第二氣體通道連通第二氣體源，所述第一氣體通道下方連通到所述中心區的多個第一進氣口；所述第二氣體通道下方連通到所述中心區的多個第二進氣口和週邊區的第二進氣口。

其中，所述第一氣體源提供包括三族元素或五族元素的氣體，所述第二氣體源提供含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種。

在一實施例中，在所述噴淋頭400的中心區410，所述第一進氣口411和第二進氣口412呈網格狀交替分佈，如圖7所示，圖7是噴淋頭底面的局部區域示意圖。

在另一實施例中，在所述噴淋頭400的中心區410，所述第一進氣口411和第二進氣口412為若干組口徑不同的同軸進氣管，所述第一氣體和第二氣體所述口徑不同的同軸進氣管中通入反應腔，如圖8所示，圖8是噴淋頭底面的局部區域示意圖。

本實施例利用不容易熱分解的第二氣體自氣體噴淋頭底面的週邊區進氣，從週邊區噴出的第二氣體形成一層氣簾，防止氣簾幕內部第一氣體和第二氣體混合反應後生成的產物吸附到反應腔內側壁形成污染物。氣體噴淋頭中心區用於輸出第一氣體和第二氣體的混合氣體，所述第一氣體和第二氣體分別自相互交替且隔離的多個第一進氣口和第二進氣口輸出，保證第一氣體和第二氣體向下流動到離基座較近距離才發生反應。

在本發明的實施例中，中心區輸出的混合氣體除了如前述實施例中所述，第一氣體和第二氣體通過互相隔離的條形氣槽通入反應腔外，也可以是如本實施例所述，第一進氣口和第二進氣口形成網格狀交替分佈。或者，所述第一氣體和第二氣體從若干組口徑不同的同軸進氣管中通入反應腔。上述實施例，均能實現兩種反應氣體在中心區域的良好混合。

本實施例提出的氣體噴淋頭底面包括位於中心區，用於實現兩種反應氣體的良好混合，在中心區週邊具有包括第二氣體進氣口的週邊區。相對于現有技術額外添加單獨的氣體源和氣體輸送通道，並從氣體噴淋頭邊緣區域通入淨化氣體的技術方案，本發明無需額外的氣體流量控制系統，也無需額外的管道連接到淨化氣體源，只需稍微修改噴淋頭中第一氣體腔105（如圖1所示）、第二氣體腔106（如圖1所示）的連通結構就能實現本實施例防止在反應腔側壁沉積污染物的目的，同時還不會影響基座上方反應氣體分佈的均一性。

相應的，本發明的實施例還提供一種採用上述化學氣相沉積裝置進行化學氣相沉積的方法，圖9是本發明實施例的化學氣相沉積過程的流程示意圖，包括：步驟S11，在基座的晶圓區表面放置晶圓；步驟S12，自反應腔外部向第一氣體通道通入第一氣體，使第一氣體自第一子噴淋口向基座表面方向輸出；步驟S13，自反應腔外部向第二氣體通道通入第二氣體，使第二氣體自第二噴淋口和第二子噴淋口向基座表面方向輸出，其中：噴淋頭中心區的第二噴淋口所輸出的第二氣體、和第一子噴淋口所輸出的第一氣體在噴淋裝置和基座之間的空間混合，並在晶圓表面反應形成薄膜；噴淋頭週邊區的第二噴淋口和第二子噴淋口所輸出的第二氣體形成氣體簾幕，所述氣體簾幕包圍噴淋頭中心區到基座表面之間的空間。

本實施例中，所述步驟S12與步驟S13同時進行，從而向反應腔300內同時輸出第一氣體和第二氣體。

其中，所述第二子噴淋口242（如圖2所示）輸出的第二氣體流速是所述第一子噴淋口241（如圖2所示）輸出的第一氣體流速的85%~115%。由於相鄰第一子噴淋口241與第二子噴淋口242之間的距離較小，當所述第二子噴淋口242輸出的第二氣體流速、與第一子噴淋口241輸出的第一氣體流速接近時，能夠防止所述第一氣體和第二氣體因流速差異而產生氣流渦旋，從而保證了晶圓表面的成膜品質良好。

本實施例中，所述化學氣相沉積方法為金屬有機氣相沉積工藝，所述第二氣體為含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種，所述第一氣體包括三族元素或五族元素，而所述第二氣體的需求量大於第一氣體的需求量，因此，所述第二噴淋口230輸出第二氣體的流速大於第一子噴淋口241輸出第一氣體的流速，使得反應腔300內的第二氣體含量大於第一氣體含量。

本實施例中，基座晶圓區的表面放置晶圓，噴淋頭中心區的第二噴淋口輸出第二氣體，第一子噴淋口輸出的第一氣體，所述第一氣體和第二氣體在噴淋裝置和基座之間的空間混合，並且在晶圓表面反應形成薄膜。而噴淋頭週邊區的第二噴淋口和第二子噴淋口輸出的第二氣體，且週邊區輸出的第二氣體能夠形成氣體簾幕，而所述氣體簾幕能夠包圍噴淋頭中心區到基座表面之間的空間。由於所述氣簾能夠將反應腔的內側壁與中心區輸出的第一氣體和第二氣體相互隔離，從而能夠避免第一氣體和第二氣體在反應腔的內側壁表面生成副產物。因此，能夠使形成於晶圓表面的薄膜品質改善、厚度均勻。

雖然本發明披露如上，但本發明並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本發明的保護範圍應當以請求項所限定的範圍為準。

100、300‧‧‧反應腔
101、310‧‧‧基座
103‧‧‧加熱裝置
104‧‧‧噴淋組件
105‧‧‧第一氣體腔
106‧‧‧第二氣體腔
107‧‧‧第一輸氣通道
108‧‧‧第二輸氣通道
141‧‧‧第一噴淋口
142‧‧‧第二噴淋口
200、400‧‧‧噴淋頭
210、410‧‧‧中心區
220‧‧‧週邊區
230‧‧‧第二噴淋口
240‧‧‧第一噴淋口
241‧‧‧第一子噴淋口
242‧‧‧第二子噴淋口
243‧‧‧第一氣孔
251‧‧‧第一氣體通道
252‧‧‧第二氣體通道
A‧‧‧區域
311‧‧‧晶圓區
320‧‧‧排氣通道
330‧‧‧氣體噴淋裝置
411‧‧‧第一進氣口
412‧‧‧第二進氣口

圖1是發明實施例的一種金屬有機化學氣相沉積裝置的剖面結構示意圖；圖2至圖5是本發明實施例的氣體噴淋裝置的結構示意圖；圖6是本發明實施例的化學氣相沉積裝置的結構示意圖；圖7是本發明另一實施例的化學氣相沉積裝置中，噴淋頭底面中心區的局部區域示意圖；圖8是本發明另一實施例的化學氣相沉積裝置中，噴淋頭底面中心區的局部區域示意圖；圖9是本發明實施例的化學氣相沉積過程的流程示意圖。

200‧‧‧噴淋頭

210‧‧‧中心區

220‧‧‧週邊區

230‧‧‧第二噴淋口

240‧‧‧第一噴淋口

241‧‧‧第一子噴淋口

242‧‧‧第二子噴淋口

Claims

一種氣體噴淋裝置，中包括：噴淋頭，所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述噴淋頭的中心區和週邊區具有平行排列的若干第二噴淋口，所述第二噴淋口用於輸出第二氣體，相鄰第二噴淋口之間具有第一噴淋口，所述第一噴淋口和第二噴淋口相互交替分佈，所述第一噴淋口包括位於中心區的第一子噴淋口、以及位於週邊區的第二子噴淋口，所述第一子噴淋口和第二子噴淋口相互隔離，所述第一子噴淋口用於輸出第一氣體，所述第二子噴淋口用於輸出第二氣體，所述第一氣體和第二氣體之間能夠發生成膜反應；與第一子噴淋口連接的第一氣體通道，所述第一氣體自所述第一氣體通道通過，並從第一子噴淋口輸出；與第二噴淋口和第二子噴淋口連接的第二氣體通道，所述第二氣體通道與第一氣體通道相互隔離，所述第二氣體自所述第二氣體通道通過，並從第二噴淋口和第二子噴淋口輸出。
如請求項1所述的氣體噴淋裝置，其中所述第二噴淋口的尺寸大於第一噴淋口的尺寸。
如請求項2所述的氣體噴淋裝置，其中所述第一噴淋口和第二噴淋口為條形氣槽。
如請求項3所述的氣體噴淋裝置，其中所述第一噴淋口的條形寬度小於第二噴淋口的條形寬度；所述第一子噴淋口的條形寬度與第二子噴淋口的條形寬度相同。
如請求項2所述的氣體噴淋裝置，其中所述第一噴淋口由若干呈直線形排列的第一氣孔組成，所述第二噴淋口由若干呈直線形排列的第二氣孔組成。
如請求項5所述的氣體噴淋裝置，其中所述第一氣孔的直徑小於第二氣孔的直徑；構成第一子噴淋口的第一氣孔直徑與構成第二子噴淋口的第一氣孔直徑相同。
如請求項1所述的氣體噴淋裝置，其中在所述第一噴淋口中，第一子噴淋口與第二子噴淋口之間的距離為1毫米~3毫米。
如請求項1所述的氣體噴淋裝置，其中所述中心區的半徑比週邊區的半徑小5毫米~30毫米。
如請求項1所述的氣體噴淋裝置，其中所述第一噴淋口的中心軸到相鄰第二噴淋口的中心軸距離為10毫米~15毫米。
一種化學氣相沉積裝置，包括：反應腔；位於反應腔底部的基座，所述基座能夠繞軸線旋轉，所述基座具有晶圓區，所述晶圓區表面用於放置晶圓；位於反應腔底部的排氣通道；如請求項1至9任一項所述的氣體噴淋裝置，所述氣體噴淋裝置位於所述反應腔頂部，其中：所述第一噴淋口和第二噴淋口朝向所述基座，用於將第一氣體和第二氣體向氣體噴淋裝置到基座之間的空間輸送；所述第一氣體通道與反應腔外部連通，第一氣體自反應腔外部輸入第一氣體通道；所述第二氣體通道與反應腔外部連通，第二氣體反應腔外部輸入第二氣體通道。
如請求項10所述的化學氣相沉積裝置，其中所述第一氣體包括三族元素或五族元素，所述第二氣體為含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種。
如請求項11所述的化學氣相沉積裝置，其中所述第二氣體為單種氣體，所述第二氣體為氮氣、氫氣、氧氣或氨氣。
如請求項11所述的化學氣相沉積裝置，其中所述第二氣體由多種氣體混合，所述第二氣體包括氮氣和氫氣的混合氣體，或氮氣、氫氣和氨氣的混合氣體。
如請求項13所述的化學氣相沉積裝置，其中所述第二氣體還包括惰性氣體。
如請求項11所述的化學氣相沉積裝置，其中當第一氣體中具有三族元素時，第一氣體中不具有五族元素，當第一氣體中具有五族元素時，第一氣體中不具有三族元素，所述三族元素和五族元素交替自所述第一子噴淋口輸出。
如請求項10所述的化學氣相沉積裝置，其中所述基座的晶圓區邊緣大於中心區的邊緣、小於週邊區的邊緣。
如請求項10所述的化學氣相沉積裝置，其中還包括：位於所述氣體噴淋裝置和基座周圍的氣體限流環，所述氣體限流環包圍氣體噴淋裝置和基座之間的空間區域；位於基座底部的加熱器，用於對基座加熱。
一種採用如請求項10至17任一項所述的化學氣相沉積裝置進行化學氣相沉積的方法，包括：在基座的晶圓區表面放置晶圓；自反應腔外部向第一氣體通道通入第一氣體，使第一氣體自第一子噴淋口向基座表面方向輸出；自反應腔外部向第二氣體通道通入第二氣體，使第二氣體自第二噴淋口和第二子噴淋口向基座表面方向輸出，其中：噴淋頭中心區的第二噴淋口所輸出的第二氣體、和第一子噴淋口所輸出的第一氣體在噴淋裝置和基座之間的空間混合，並在晶圓表面反應形成薄膜；噴淋頭週邊區的第二噴淋口和第二子噴淋口所輸出的第二氣體形成氣體簾幕，所述氣體簾幕包圍噴淋頭中心區到基座表面之間的空間。
如請求項18所述的化學氣相沉積的方法，其中所述第二子噴淋口輸出的第二氣體流速是所述第一子噴淋口輸出的第一氣體流速的85%~115%。
如請求項18所述的化學氣相沉積的方法，其中所述第二噴淋口輸出第二氣體的流速大於第一子噴淋口輸出第一氣體的流速。
一種氣體噴淋裝置，包括：噴淋頭，所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述噴淋頭底面噴氣區域還包括連通到第一氣體源的第一進氣區和連通到第二氣體源的第二進氣區，所述第一進氣區包括多個第一進氣口，所述第一進氣區包括多條位於噴淋頭底面中心區且平行排布的第一進氣帶，所述第二進氣區包括多個第二進氣口，所述第二進氣區包括位於噴淋頭底面週邊區且環繞在所述中心區週邊的環狀進氣帶，還包括位於噴淋頭底面中心區的多條平行排布的第二進氣帶，所述第二進氣帶和所述第一進氣帶交替排布。
一種化學氣相沉積裝置，包括：反應腔；位於反應腔底部的基座，所述基座能夠繞軸線旋轉，所述基座具有晶圓區，所述晶圓區表面用於放置晶圓；位於反應腔底部的排氣通道；噴淋頭；所述噴淋頭底面噴氣區域包括中心區和包圍所述中心區的週邊區，所述週邊區包括多個第二進氣口，所述中心區包括多個第一進氣口和第二進氣口，所述噴淋頭還包括第一氣體通道和第二氣體通道，所述第一氣體通道連通第一氣體源，所述第二氣體通道連通第二氣體源，所述第一氣體通道下方連通到所述中心區的多個第一進氣口；所述第二氣體通道下方連通到所述中心區的多個第二進氣口和週邊區的第二進氣口。
如請求項22所述的化學氣相沉積裝置，其中在所述噴淋頭的中心區，所述第一進氣口和第二進氣口呈網格狀交替分佈；或者，在所述噴淋頭的中心區，所述第一進氣口和第二進氣口為若干組口徑不同的同軸進氣管，所述第一氣體和第二氣體所述口徑不同的同軸進氣管中通入反應腔。
如請求項22所述的化學氣相沉積裝置，其中所述第一氣體源提供包括三族元素或五族元素的氣體，所述第二氣體源提供含氮氣體、含氫氣體、含氧氣體中的一種或多種。