[發明專利]帶有布置于平面中的前腔室的氣體分配器

有效

• 申請號: 200680003148.4
• 申請日: 2006-01-05
• 公開（公告）號: CN101107384A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 馬庫斯·萊因霍爾德;彼得·鮑曼;格哈特·K·斯特勞奇
• 申請（專利權）人: 艾克斯特朗股份公司
• 主分類號: C23C16/455
• 分類號: C23C16/455
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王冉;王景剛

技術領域

本發明涉及一種CVD或OVP中的氣體分配器，帶有兩個或更多的氣體空間，用于過程氣體的供應管線開到每個氣體空間中，每個氣體空間都與用于各個過程氣體的多個出口連接，這些出口開在氣體分配器的底部(5)中。

背景技術

一類氣體分配器披露于EP?0?687?749A1中。該氣體分配其位于CVD反應器中，并形成一過程腔室的頂部，該腔室的底部形成基板保持器，一個或更多個基板被設置在該保持器上以便進行涂層，形成涂層的材料通過氣體分配器而被引入到該過程腔室中。EP?687?749A1披露的氣體分配器具有多個氣體空間，設置為一個位于另一個之上，這些氣體空間分別提供不同的過程氣體。每個氣體空間都具有出口通道，這些通道開在氣體分配器的底部。兩個氣體空間是一個位于另一個之上的且在氣體分配器的整個截面區域上方延伸。至氣體空間的供應管線位于周邊，以使得從氣體分配器出來的氣體可以具有非均質性(non-homogeneities)。

這類氣體分配器用于MOCVD。金屬有機化學蒸汽沉積(MOCVD)是用于沉積單組分或多組分氧化物絕緣層(電介質)、半導體層、鈍化層或導電層的廣泛使用的方法。為達該目的，多種反應氣體或氣體前體相混合，送入反應腔室，以便在被加熱的基板上沉積出層，且隨后從反應腔室中泵出。在反應器中，有各種幾何布置形式，例如水平和垂直的反應器。在水平反應器的情況下，基板表面平行于被混合的前體和反應氣體的流動方向。在垂直反應器的情況下，相應的氣體混合物在離開反應腔室之前會垂直地撞擊到基板表面并從基板的外邊緣流走。通常，基板的旋轉也用于增加沉積層的均勻性。

為了確保在基板上進行均質的沉積，必須確保各種氣體前體或反應氣體的完全混合。為了達到此目的，存在的方法是在氣體被引入到反應腔室之前的早期階段實現氣體的混合。這適用于在氣體分配器中溫度和壓力都穩定情況下的前體和反應氣體。

然而，前體通常非常具有反應性，且可由此導致初次氣相反應。這會導致在基板上游的氣體載流部件上的沉積以及由此帶來的逐步的污染，導致顆粒形成并由此導致基板的顆粒涂層，改變了基板處的反應化學以及降低生長過程的效率。

在前述多腔室氣體分配器的情況下，也可參見US?5871586，在分離的腔室中供應各種氣體組分并將各種氣體組分直接經由多種開口送至基板。混合僅發生在基板附近的區域。在這種多腔室氣體分配器的情況下，輸送管從第一腔室行進至氣體反應器出口并由此跨過至少一個另一腔室。結果，在腔室中，在輸送管附近有窄的流動截面。這導致非均質流動且增加了腔室中的氣壓降。這些問題隨著氣體分配器的直徑的增大而增大，因為輸送管的數量隨表面面積而增大。進而，由于輸送管數量增加氣體分配器的生產過程變得更加復雜，因為在腔室的分離壁處輸送管都必須是氣密的。這種氣體分配器幾乎不按比例縮放，且因此不能實際用于相對大基板的涂層的生產或使用，例如200mm、300mm的基板。在基板被生產之后，實際也不太可能打開氣體分配器，例如用于維護的目的。

在一些氧化絕緣層(電介質)、鈍化層或導電層的情況下，可以發現這種混合不會導致在基板上充分地形成均質層。對于一些應用來說，基板表面上沉積層的非均質性要求為例如＜+1％。

許多氣體金屬有機前體都僅是在很小溫度范圍內穩定的。(金屬有機前體可以含有至少一種金屬原子和/或至少一種半導體/半金屬原子(例如Si、Ge))。在很低的溫度下，發生濃縮；在溫度過高時，即使在與其他反應氣體混合之前，發生分解。因此有必要將氣體分配器保持在均一的溫度下。

發明內容

基于這類已有技術，本發明的目的是改善氣體分配器運轉的方式。

通過權利要求中所述的本發明來實現該目的，每個權利要求原則上代表實現該目的的獨立的技術方案，且對于每個權利要求來說可以與任何其他的權利要求相結合作為獨立的技術方案。

權利要求1第一且首要的是在氣體通過分配器底部中的出口開口離開氣體分配器之前，氣體在徑向方向上、在第一平面中分布且隨后在周緣方向上、在第二平面中分布，該第二平面位于所述第一平面下方。