[发明专利]化学气相沉积优化腔室

说明书

本发明公开了一种化学气相沉积优化腔室。所述化学气相沉积优化腔室包括：沉积腔壁，所述沉积腔壁设有保温层，所述保温层保证沉积腔室内的温度均匀性；石墨基座，所述石墨基座用于传热以及放置衬底；喷淋头，所述喷淋头用于输运原料气体，使膜层沉积均匀；电阻加热器，所述电阻加热器用于加热石墨托盘，为沉积提供能量；中心旋转轴，所述中心旋转轴固定在石墨圆基座轴心。本发明解决了大炉体沉积膜层不均匀的问题，通过电阻加热器对石墨托盘加热，使每片衬底均匀受热。并且本发明在反应腔室设置喷淋头，能够改善原料气体在衬底上方的输运均匀度。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积技术领域，特别涉及化学气相沉积设备的沉积腔室。

背景技术

化学气相沉积法的原理是在一定温度下，输入体系的一种或多种气体发生化学反应生成的固态物质沉积在衬底的表面，形成碳化硅涂层或薄膜材料。其可以用来沉积大多数的绝缘材料、金属材料和金属合金材料。反应腔室是反应设备中最重要的部分。反应腔室通常包括反应腔壁、所述反应腔壁围成的反应腔、沉积基座。本发明在此基础上增设了喷淋头、中心旋转轴以及底部加热装置。

一般情况下，薄膜层的生成可以通过PVD、热氧化以及CVD等方法实现。现有技术中CVD需要将衬底放置在基座上，之后在设备的墙体中进行相应的反应过程，在薄膜的沉积过程中，对反应环境的温度有一定的要求。在控制设备腔体温度的方法中，比较常用的一种方法是给腔壁进行加热，通过热量传递在衬底上沉积薄膜层。

在工艺过程中，由于反应炉体体积较大，原料通过进气管路进入沉积腔室后分布不均，反应腔内靠近基座中心的原料气体浓度相对于周围的高，而基座上原料气体浓度不均会导致成膜衬底上的薄膜沉积不均匀，严重影响薄膜的沉积质量。为此提出一种化学气相沉积腔室。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中膜层沉积不均匀的问题，在后续工艺中会导致质量不过关的缺点，而提出的一种化学气相沉积优化腔室，能够有效提升膜层沉积的质量。

本发明提供的技术方案如下：

一种化学气相沉积优化腔室包括：反应腔壁、所述反应腔壁围成的反应腔、沉积基座、喷淋头、中心旋转轴、底部电阻加热器。

进一步的，所述反应腔壁围成的反应腔设有保温层。

进一步的，所述沉积基座由石墨构成，所述石墨基座上有凹槽用于放置衬底。

进一步的，所述旋转轴位于石墨基座中心轴线上，所述旋转轴保持一定速率的匀速旋转。

进一步的，所述电阻加热器位于所述石墨基座下方平行于基座，所述电阻加热器通过对所述石墨基座加热，在衬底上沉积膜层。

进一步的，所述喷淋头位于所述石墨基座上方平行于基座，原料气体通过所述喷淋头的输运均匀分布于所述衬底。

进一步的，所述喷淋头至少覆盖所述基座上的衬底。

进一步的，所述沉积腔室底部设有排气口，沉积的废气通过所述排气口排出。

本发明具有以下有益效果：

在石墨基座中心轴上设置了旋转轴，解决了当炉体体积较大时，膜层在所述衬底上沉积不均匀的问题。并且与固定的石墨基座相比，本发明所述的旋转基座可以使衬底受热以及原料气体反应更均匀。

进一步优化地，所述喷淋头共用一套气体源，简化了反应腔室结构；原料气体通过气体管理进入反应腔室后，经过喷淋头均匀输送到衬底上，保证了沉积膜层的高质量与均匀度。

进一步优化地，在所述沉积腔室底部原理基座中心的两侧设置排气口，使得原料气体在衬底上反应沉积后，多余的气体沿衬底以及基座表面流向基座外侧，通过排气口排出。

附图说明