[实用新型]一种热丝化学气相沉积反应室

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工中薄膜制备领域，具体地来说为一种受热均匀、热丝不易断的热丝化学气相沉积反应室。

背景技术

化学气相沉积(英文：Chemical Vapor Deposition，简称CVD)是一种用来产生纯度高、性能好的固态材料的化学技术。半导体产业使用此技术来成长薄膜。典型的CVD制程是将晶圆(基底)暴露在一种或多种不同的前驱物下，在基底表面发生化学反应或/及化学分解来产生欲沉积的薄膜。反应过程中通常也会伴随地产生不同的副产品，但大多会随着气流被带走，而不会留在反应腔中。

热丝化学气相沉积(Hot wire CVD,HWCVD)：也称做触媒化学气相沉积(Catalytic CVD,Cat-CVD)或热灯丝化学气相沉积(Hot filament CVD,HFCVD)。使用热丝化学分解来源气体，热丝化学气相沉积设备可用于制造金刚石薄膜、非晶硅和外延硅等薄膜，但在生长过程中，热丝与基片间的距离十分关键，在无辅助热源下，间距均小于10mm。为提高薄膜的生长速率和成膜质量，采取在热丝和基片间加直流偏压，产生等离子体来进一步提高热丝的温度。热丝在高温下，使用时间超过几个小时，就会变形，钨丝和钽丝越长，碳源浓度越高，变形就越大，导致间距变化变得难以控制，同时也影响表面温度与热丝至基片间等离子体分布的均匀性。也影响基片的受热的均匀性，热丝由于变形严重，在中途会造成断裂，重者造成反应室内进水，轻者造成从新开始更换基片与热丝，严重影响了生产进程。

为此，也有人对热丝的问题进行过研究，通过加弹簧的结构，防止热丝下垂，但在实际应用当中，效果并不明显，弹簧的力度不好把握，过大使得热丝容易断裂，过小又起不到应有的作用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种延长热丝使用寿命短，基片受热以及等离子浓度均匀的热丝化学气相沉积反应室，用于解决上述的热丝变形，使用寿命短的问题。

本实用新型采用如下的技术方案：

一种热丝化学气相沉积反应室，该反应室包括真空室壁，在真空室壁的对应两侧对称设置水平设置的升降台，所述升降台在旋转电机的作用下实现水平方向的移动，在所述升降台端部设置样品台，所述样品台的顶层为夹层结构，用于放置样品，两个升降台之间设置多个竖直设置的灯丝，所述灯丝的两端分别通过弹簧固定在真空室壁的上下壁上。

进一步地，上下壁上固定的弹簧设置有导向管，导向管对应位置的壁上开设气孔，气孔外侧通过密封法兰与气管连接，上侧导向管连接的气管连接进气管道，下侧的导向管连接的气管连接机械泵。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：本实用新型将灯丝竖直设置，有效地解决了传统灯丝水平设置时，由于重力造成下垂从而导致基片受热不均匀的问题，进气从上侧进气，气体具有一定的速度，在导向管的作用下导向灯丝的表面，出气口设置在下侧，这样通过进气与出气设置在灯丝的两端，从而使得灯丝周围形成均匀的气流场，以及等离子场，有利于薄膜质量的提升。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种热丝化学气相沉积反应室，该反应室包括真空室壁1，在真空室壁1的对应两侧对称设置水平设置的升降台2，升降台2在旋转电机的作用下实现水平方向的移动，在升降台端部设置圆形样品台3，样品台的顶层为夹层结构4，用于放置样品，两个升降台2之间设置多个竖直设置的灯丝13(沿在图1中沿垂直纸面的方向设置，因此图1中显示为只有一个灯丝)，多个灯丝13排列形成与样品台平行的平面，灯丝13的两端分别通过弹簧10、5固定在真空室壁的上下壁上。上侧弹簧10的拉力等于下侧弹簧5的拉力以及弹簧本身的重力，因此，灯丝13内部的张力均为一条竖直方向，不会由于重力的作用造成下垂。

在上下壁上固定的弹簧上设置有导向管8、9，导向管8、9对应位置的壁上开设气孔，气孔外侧通过密封法兰6、11与气管7、12连接，上侧导向管9连接的气管连接进气管道，下侧导向管8连接的气管连接机械泵。采用的这种连接结构，气体从上通入，从下方吸出，气体是通过整个灯丝的外表面，灯丝会对进入的气体进行充分的分解，有利于成膜质量的提高，在灯丝以及样品台上分别连接偏压，在有偏压下，两侧样品台与灯丝之间产生辉光放电，也可控制一侧偏压的形式。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。