[发明专利]一种化学气相沉积系统

说明书

本发明涉及半导体制造技术领域，提出一种化学气相沉积系统，包括：气密腔体，其容纳基座、衬里以及均质面光源加热器；基座，其被配置为承载衬底；衬里，其单独或者与所述基座共同包围衬底；均质面光源加热器，其被配置为对所述衬底进行均质加热；以及送气装置，其被配置为将反应气体运送至衬里内与衬底发生沉积反应。

技术领域

本发明总的来说涉及半导体制造技术领域。具体而言，本发明涉及一种化学气相沉积系统。

背景技术

化学气相沉积方法(Chemical Vapor Deposition，简称CVD)是半导体制造领域广泛使用的一项薄膜沉积方法，其通过含有薄膜元素的反应气体在一定的温度下、在衬底上相互作用发生化学反应以生成薄膜，其可以生长介质薄膜、导电薄膜和半导体薄膜等。

化学气相沉积方法在薄膜生长过程中对温度控制要求较高，温度控制对薄膜的生长速率和对半导体薄膜，例如硅外延薄膜的电阻率会有很大的影响。因此，为获得片内均一性更好的薄膜，对化学气相沉积系统的温度控制也需要提出更高的要求。

如图3所示，现有技术中通常使用红外线卤素加热器在石英腔体外部加热腔体内的衬底，红外线卤素加热器例如可以是卤素灯管。

然而卤素灯管受加工工艺影响，其管径、弯折等外形尺寸有一定的限制，在高功率情况下通常需要对卤素灯管进行风冷。另外石英腔体在高温下会发生软化导致强度下降，石英腔体作为一个重要的结构件，也需要对其进行冷却以维持其机械强度，例如在减压工艺中，石英腔体两侧会产生接近一个大气压的压强差，而高温下石英部件的会出现机械强度损失从而导致无法承受该压强差，因此造成非常严重的安全隐患。

上述冷却需求导致不同卤素灯管之间以及卤素灯管和石英腔体之间需要保留气冷通道来冷却灯管和石英腔体，才能使化学气相沉积系统可以正常工作，但这会导致加热灯管远离被加热的衬底，从而使得衬底上温度均匀性的控制受到影响。

发明内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种化学气相沉积系统，包括：

气密腔体，其容纳基座、衬里以及均质面光源加热器；

基座，其被配置为承载衬底；

衬里，其单独或者与所述基座共同包围衬底；

均质面光源加热器，其被配置为对所述衬底进行均质加热；以及

送气装置，其被配置为将反应气体运送至衬里内与衬底发生沉积反应。

在本发明一个实施例中规定，所述气密腔体具有腔体冷却装置，所述腔体冷却装置包括：

冷却管路，其通过冷却水以及致冷剂对所述气密腔体进行冷却；和\或

风冷装置，其通过冷却气体对所述气密腔体进行冷却。

在本发明一个实施例中规定，该系统包括金属气密腔体，所述金属包括铝或者不锈钢。

在本发明一个实施例中规定，所述气密腔体的内壁的反射率大于等于80％以便减少热损失。

在本发明一个实施例中规定，所述基座包括石墨基座。

在本发明一个实施例中规定，所述基座是可旋转的。

在本发明一个实施例中规定，该系统包括一个或者多个所述基座。

在本发明一个实施例中规定，所述均质面光源加热器的加热体包括电阻式红外加热体，所述加热体在所述气密腔体的垂直截面上的厚度小于10mm。

在本发明一个实施例中规定，所述加热体在所述均质面光源加热器上的正投影面积大于等于所述均质面光源加热器的表面积的20％。

在本发明一个实施例中规定，所述均质面光源加热器包括：