[发明专利]气体喷注装置、原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及原子层沉积装置，并且更具体地讲，涉及一种能在常压条件下进行原子层沉积过程的气体喷注装置、具有该气体喷注装置的原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法。

背景技术

一般来讲，进行不同种类的制造方法来生产半导体设备或平板显示器。特别地，必然需要一种在例如晶圆或玻璃的衬底上沉积薄膜的方法。在这种薄膜沉积方法中主要使用溅射方法、化学气相沉积（CVD）方法和原子层沉积（ALD）方法等。

原子层沉积方法是一种纳米级薄膜沉积技术，该技术使用了针对单原子层的化学吸附和解吸。具体地讲，原子层沉积方法是一种新的薄膜沉积技术，该技术按照种类分离反应物质，将它们以脉冲形式单独地供应到反应室中，并且通过在衬底的表面上使反应物质表面饱和来使用化学吸附和解吸。

在常规的原子层沉积技术中，在沉积过程中需要真空状态。因此，需要建立真空的额外设备以及维护和维修这些额外设备，这增加了处理时间，因此降低了生产率。此外，因为建立真空所需的空间有限，所以常规技术适用于追求生产大面积或大尺寸显示器的显示器行业。

发明内容

技术问题

因此，本发明已经考虑到现有技术中存在的上述问题，并且本发明的目的是提供一种能在常压条件下进行原子层沉积过程的气体喷注装置、具有该气体喷注装置的原子层沉积装置以及使用该原子层沉积装置的原子层沉积方法。

技术方案

为了实现上述目的，在一方面，本发明提供了一种气体喷注装置，包括：供气管，所述供气管具有第一圆周表面和导槽，所述第一圆周表面围住气体供应所通过的孔，所述导槽从所述第一圆周表面的开口部分起延伸，所述导槽限定出用作排气孔的空间；以及吸气管，所述吸气管具有第二圆周表面和吸气孔，所述第二圆周表面连接至所述导槽，所述第二圆周表面围住所述第一圆周表面的外表面，所述吸气孔形成在所述第二圆周表面的一部分中。

另一方面，本发明提供了一种原子层沉积装置，包括能够同时进行气体供应和气体吸取的至少两个气体喷注单元，各个所述气体喷注单元包括：供气管，所述供气管具有第一圆周表面和导槽，所述第一圆周表面引导气体的供应，所述导槽限定出排气孔以用于将气体排放到衬底上；以及吸气管，所述吸气管具有第二圆周表面和吸气孔，所述第二圆周表面连接至所述导槽，所述第二圆周表面围住所述第一圆周表面的外表面，所述吸气孔形成在所述第二圆周表面的一部分中。

又一方面，本发明提供了一种原子层沉积方法，包括：通过第一气体喷注单元将来源气供应到衬底上并且使用所述第一气体喷注单元来吸取所述来源气；通过与所述第一气体喷注单元间隔第一距离的第二气体喷注单元将吹扫气供应到所述衬底上并且使用所述第二气体喷注单元来吸取所述吹扫气；并且通过与所述第二气体喷注单元间隔第二距离的第三气体喷注单元将反应气供应到所述衬底上并且使用所述第三气体喷注单元来吸取所述反应气。

有益效果

根据本发明，因为沉积方法可以在常压条件下进行，不需要建立真空所需的单独的装置或时间。因此，可以实现生产率的增加。另外，由于增大装置的大小变得容易，所以本发明可以容易地被调适到显示器生产领域。

例如卤素灯、灯泡或激光器的不同种类的热源可以用于加热衬底的表面。在这种情况下，热源仅临时性地加热衬底中需供应沉积源的那一部分，而不是对整个衬底进行加热，由此防止由于温度增加所导致的附带问题，例如热扩散，使用寿命的减小或衬底的物理变形。此外，本发明通过使用常压等离子体设备、紫外线灯、激光器等可以增大沉积速率。此外，本发明还可以沉积金属薄膜、氮化物薄膜等。

此外，整个过程可以连续地进行，由此可以在单一的工艺生产线上进行预处理和后处理。在设置几个来源气喷注装置的情况下，能够形成多组分化合物。在这种情况下，热源的种类和热能可以根据各来源气的分解温度来单独地加以调整。如果气体喷注装置被交替地设置在衬底的上方和下方，则能够进行双面沉积。参照气体喷注装置的构造，供气孔沿纵向形成在供气管中，而吸气孔形成在供气孔的那一侧。因此，可以从衬底去除与被供应到衬底上的气体量成正比的气体量，由此可以增加沉积效率。气体供应速率可以通过气阀管进行调节。

本发明的效果不限于上述效果，并且本领域的技术人员从附图会清楚地认识到其他未提及的效果。

附图说明

图1是图示了根据本发明的实施例的气体喷注装置的透视图；

图2是沿着图1的I-I’线截取的截面图；

图3是图示了根据本发明的实施例的原子层沉积装置的截面图；