[实用新型]一种外延沉积腔室

说明书

本实用新型属于半导体制造设备技术领域，具体涉及一种外延沉积腔室。该腔室包括工艺腔、外室、加热装置、气体注入装置和基座支撑装置；外室由外腔体和外腔盖组成，工艺腔固设于外腔体内；加热装置包括下电阻加热板和上电阻加热板，下电阻加热板设于工艺腔下方的外腔体内；上电阻加热板设于工艺腔上方的外腔盖内；工艺腔底部前侧设有凸台，基座支撑装置设于工艺腔底部中央；气体注入装置包括若干气体喷射器，安装在凸台内。本实用新型简单易于加工制造，且不需要定期拆卸清洗，降低了制造成本和维护成本。保证了反应区气体的均匀性，提高了外延生长均匀性。

技术领域

本实用新型属于半导体制造设备技术领域，具体涉及一种外延沉积腔室。

背景技术

外延生长工艺是指在单晶衬底表面生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶层，还可以对外延层进行掺杂，形成P型或N型有源层。生长外延层有多种方法，但采用最多的是化学气相沉积。沉积速率和沉积厚度基本上是温度和流量决定的。外延生长的均匀性主要受衬底晶片温度均匀性、气体流速、气体均匀性和稳定性等因数影响。

单片式外延生长装置由于其大直径外延加工能力和高质量的外延生长效果已经成为国际上外延片生产的发展主流。单片式外延反应腔一般为石英腔体，石英腔尺寸结构受材质限制，加工大尺寸腔体难度较大且加工成本高。衬底晶片外延生长过程中会有部分反应物堆积在腔体内表面，如不及时清洗石英腔，其不但会改变石英腔体内部的几何形状而影响反应气流，而且其堆积物中的颗粒也会成为污染来源，进而使衬底晶片上所形成的薄膜产生缺陷。因石英腔加热一般为红外灯加热，反应物的堆积也导致石英腔透光性下降，影响加热效果，需定期维护清洗，其维护停机时间较长，影响产能。而石英腔使用寿命有限，需定期更换，又增加了维护成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种外延沉积腔室。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的解决方案是：

提供一种外延沉积腔室，包括工艺腔；还包括外室、加热装置、气体注入装置和基座支撑装置；

外室由外腔体和外腔盖组成，工艺腔固设于外腔体内；

加热装置包括下电阻加热板和上电阻加热板，下电阻加热板设于工艺腔下方的外腔体内；上电阻加热板设于工艺腔上方的外腔盖内；

工艺腔底部前侧设有凸台，气体注入装置安装在凸台内；基座支撑装置设于工艺腔底部中央，包括基座与设于基座下部的旋转轴；基座上端面放置衬底晶片，旋转轴伸出至外室外，并与外部的旋转机构连接；

气体注入装置包括若干气体喷射器；由下至上包括进气口、气体通道、出气口通道与出气口，进气口外接气体流量控制系统，通过该系统调控各气体喷射器出气流速。

作为一种改进，下电阻加热板和上电阻加热板呈圆环形或圆形，是由多个共面的电阻加热器组成；电阻加热器的外形呈圆环形或1/4圆环形，内部绕圆心呈波浪形；电阻加热器的厚度随电阻加热器的径向位置尺寸变化，以满足电阻加热器在每个径向位置提供基本恒定的热通量；电阻加热器两端有接线端口，接线端口通过引出线与外部电路连通。

作为一种改进，下电阻加热板和上电阻加热板均划分为5～10个温度控制区域，各温度控制区域对称分布，能独立控制。

作为一种改进，气体喷射器为4～7个，沿垂直于工艺腔前后端面方向且沿直线均匀排列。

作为一种改进，气体喷射器内的气体通道呈U形；出气口呈矩形；出气口通道呈弧形，曲率半径大于20mm，高度与曲率半径比值小于0.5，使流过所述出气口通道的气体产生康达效应(Coanda Effect)，在吸附作用下，气体贴着所述出气口通道的下表面流向所述凸台上表面，在所述凸台表面水平移动，水平匀速流到衬底晶片表面进行反应，提高了外延生长的均匀性。