[發明專利]氣體注入單元和使用該氣體注入單元的薄膜氣相沉積設備及方法

無效

• 申請號: 201080057366.2
• 申請日: 2010-09-06
• 公開（公告）號: CN102687242A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 樸炯洙
• 申請（專利權）人: 細美事有限公司
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術領域

本發明此處涉及氣體注入單元和以及使用其以沉積薄層的設備和方法，更具體的，涉及注入反應氣體的氣體注入單元和利用它用于沉積薄層的設備和方法。

背景技術

在半導體器件制造工藝中，迄今發展了許多利用金屬有機化合物設備的金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)方法以形成各種高質量的層。MOCVD方法是通過熱分解反應在基板上沉積金屬層的工藝。通過蒸發液態的金屬有機化合物以產生金屬有機物蒸汽，向基板提供產生的金屬有機物蒸汽和用于與所述產生的金屬有機物蒸汽反應的氫化物氣體，在該基板上形成薄層，并把金屬有機化合物蒸汽和氫化物氣體暴露在高溫下。

然后，在MOCVD工藝中，當注入反應氣體的氣體注入部件暴露于高溫熱時，由于高溫熱，可能在反應氣體提供給基板前發生非預期的反應，在氣體注入部件上可能發生寄生的沉積。為此，反應氣體沒有均勻地提供給到基板，所以，沉積的金屬層的質量會變差。

發明內容

技術問題

本發明提供了沉積質量得以提高的薄層的設備和方法，以及在所述設備和方法中使用的氣體注入單元。

本發明的目的不限于以上目的，本領域技術人員可以從以下描述中理解其它沒有在說明書中提及的目的。

技術方案

本發明的實施例提供了沉積薄層的設備，包括：工藝腔室；基板支撐單元，所述基板支撐單元被配置在所述工藝腔室中，用于支撐基板；加熱器，所述加熱器加熱由所述基板支撐單元支撐的基板；以及氣體注入單元，所述氣體注入單元被配置在所述工藝腔室內基板支撐單元的上方，其中，所述氣體注入單元包括：內部管道，通過所述內部管道引入反應氣體；外部管道，所述外部管道包圍所述內部管道，冷卻所述內部管道內的反應氣體的冷卻液通過所述外部管道流動；以及注入管道，所述注入管道將所述內部管道內的反應氣體注入到所述外部管道的外部。

在一些實施例中，所述氣體注入單元可被配置為所述內部管道和所述外部管道的長度方向朝向上下方向。

在其它的實施例中，所述基板支撐單元可包括：支撐板，所述支撐板具有平板形狀，且所述支撐板的上表面的邊緣區域中沿圓周方向形成有多個第一凹槽，所述第一凹槽容納基板支架；和旋轉驅動部件，所述旋轉驅動部件旋轉所述支撐板，其中所述氣體注入單元可以被配置在所述支撐板的中央區域的上方。

在其它的一些實施例中，在所述支撐板的上表面的中央區域形成有第二凹槽，所述外部管道可以插入所述第二凹槽以使得所述外部管道的下端被配置成與所述第二凹槽的底面空間分離。

在其它的實施例中，在沿所述內部管道的圓周方向可以提供有多個所述注入管道。

在其它的實施例中，一些所述注入管道可以在彼此不同的高度提供。

在進一步的實施例中，所述注入管道可以被分為多個組，屬于同一組的所述注入管道可以提供為在沿所述內部管道的圓周方向的相同的高度上，屬于不同組的所述注入管道可以提供為在沿所述內部管道的圓周方向的不同的高度上。

在進一步的實施例中，屬于多個組的任意一組的所述注入管道可以提供為向與所述支撐板相鄰的區域注入所述反應氣體，屬于所述多個組的另一組的所述注入管道可以提供為向與所述工藝腔室的上壁相鄰的區域注入所述反應氣體。

在進一步的實施例中，所述氣體注入單元可以進一步包括：第一進氣口，所述第一進氣口提供給所述內部管道以引入第一反應氣體；和第二進氣口，所述第二進氣口提供給所述內部管道以引入第二反應氣體。

在進一步的實施例中，所述氣體注入單元包括：提供給所述內部管道的進氣口；與所述進氣口相連的主供氣管道；與從所述主供氣管道分支出來的第一分支管道相連的第一供氣源，所述第一供氣源用于供應第一反應氣體；和與從所述主供氣管道分支出來的第二分支管道相連的第二供氣源，所述第二供氣源用于供應第二反應氣體。

在其它的實施例中，所述氣體注入單元可以包括：提供給所述外部管道的冷卻液入口，用于引入所述冷卻液；和提供給所述外部管道的冷卻液出口，用于排放所述冷卻液。

在其它的實施例中，所述氣體注入單元進一步包括隔板，所述隔板將所述內部管道和所述外部管道之間的空間分隔為與所述冷卻液入口流體連通的第一區域、與所述冷卻液出口流體連通的第二區域、和使所述第一區域和所述第二區域互相流體連通的第三區域。