[其他]化学蒸汽淀积

说明书

本发明涉及一般的化学蒸汽淀积设备，更准确地说，涉及一种置于反应室内在一块或多块基片附近分布反应蒸汽的带冷却的多支管。

大家熟知，化学蒸汽淀积（CVD）是一种用于基片上淀积薄膜或涂层的方法。在由一种或多种反应蒸汽组成的气氛里，将反应室内（通常称作反应器）的基片加热到预定合适温度。蒸汽由在加热基片表面反应的化合物组成，因此，基片上淀积了一层薄膜和涂层。

例如，钟罩式反应器一般用于在工具、光学玻璃等基底上淀积硬涂层。而且，大家熟知这种反应器也用于在半导体基片上淀积各种涂层，以下详细介绍。

蒸汽连续送入反应器，废气（即气态反应副产品）不断地从反应器中清除，以便反应蒸汽不断流过基片表面。

按大家熟知的方法，比如热传导、辐射、感应等方法加热基片。大规模生产期间，通常采用大家熟知的置于反应器内的船形装置将许多基片固定在一排。然后，用外部的炉子加热反应器，使得炉中辐射热经反应器的壁传递到基片。这种装置通常称作热壁CVD反应器。

由于反应蒸汽的加入，反应器内压力增加，以致废蒸汽经出口流到低压区，为了维持反应器处于低压，也可用另一种方法即将真空泵接到出口，该反应器一般称为低压CVD系统。

众所周知，使用一种本身具有许多小孔或开口的多支管在反应器内分布反应蒸汽，这种多支管提供了在所有基片上均匀淀积的有利条件。的确，如果不使用这种多支管，有些蒸汽反应得很快，就不能获得相当均匀的淀积，以下详细介绍。

可是，由于多支管置于反应器内，它将要加热到接近与基片同样高的温度。因此，大家所知反应蒸汽会过早在多支管内反应，并且淀积在管的内壁上。这种过早反应导致废蒸汽在基片处循环，引起基片上的淀积膜或涂层令人不满意。

采用蒸汽混合物的CVD系统，一般总是有一种蒸汽比其余的更活泼。在热多支管中，较活泼的蒸汽比其余的分解快，结果改变了与基片接触的蒸汽混合物的成分。因此，淀积在基片上的膜缺少较活泼的蒸汽成份，该成份已过早地淀积在多支管的内壁上。

热多支管的另一缺点是，内壁上的膜可以增长到明显厚度，它将改变多支管以及往反应器分布蒸汽的小孔或开口的内径，导致基片附近反应蒸汽分布不均匀。

本发明采用带冷却的多支管，可克服现有技术热多支管的上述缺点，得到好的淀积均匀性，并且可控制基片上薄膜的成份。

总之，本发明是一种化学蒸汽淀积设备，它包括：气密反应器;用于固定一块或多块基片的结构，该基片表面暴露于反应器内;用于将基片加热到预定温度的设备;以及置于反应器内的多支管，它用于接收一种或多种反应蒸汽，该管上有许多开口，目的在于将所接收到的蒸汽均匀分布在基片附近，由此，蒸汽在预定反应温度在基片表面反应，并且在其表面上生成一层淀积膜。此外，本发明还包括：将反应器内废气抽空的设备;以及牢固地围在多支管外的冷却装置，该装置用于循环冷却液，因此，保持多支管的温度至少低于反应温度，使得反应蒸汽不过早在多支管内反应。

本发明也是一种化学蒸汽淀积方法，它包括如下几步：将固定于气密反应器内的一块或多块基片加热到预定反应温度;往多支管送入一种或多种反应蒸汽;将多支管内的蒸汽至少冷却到低于反应温度，因此，阻止冷的蒸汽在多支管内过早反应;将多支管内蒸汽均匀地分布于基片附近，使蒸汽在反应温度反应，在基片上形成一层淀积层;以及从反应器中抽空废蒸汽。

结合附图和下列详述，将会较好地理解本发明，其中：图1为现有技术水平反应器、多支管、以及基片的剖面图。

图2为本发明第一实例多支管装置剖面图。

图3为本发明第二实例多支管装置剖面图。

图4为本发明最佳实例纵剖图。

图1示出，采用合适的固定装置（未画出）比如船形装置，把许多基片1固定在钟罩反应器2内。基片包括工具、光学玻璃或上述半导体。加热设备3，比如炉子或许多加热管，它们置于反应器2的壁4外，用于加热反应器壁4，该壁相应往基片1处辐射热。反应蒸汽5送入置于反应器内带有许多小孔或开口7的多支管6。蒸汽经开口7逸出，在基片1表面反应，并在其表面上形成一层淀积膜。废气经出口8排出，因此，提供了连续流过基片1的反应蒸汽流。

如上所述，一般将多支管6加热到接近反应器2内的温度，以致于反应蒸汽5过早反应，并在多支管6内壁淀积一层膜，同时，由于废蒸汽经开孔7通过，造成在基片1上生成不均匀的淀积膜。